Giải SGK Bài 5 chương 2 trang 26, 27, 28, 29 Vật lí 10 Kết nối tri thức

Lời giải chi tiết:
* Cách $1$: So sánh quãng đường đi được trong cùng một thời gian.
– Quãng đường vận động viên đi được trong $1 s$ ở mỗi cự li là:
+ Cự li $100 m$: $S_{1} = \frac{100}{9,98} = 10, 02 (m)$
+ Cự li $200 m$: $S_{2} = \frac{200}{19, 94} = 10, 03 (m)$
+ Cự li $400 m$: $S_{3} = \frac{400}{43, 45} = 9, 21 (m)$
$\Rightarrow $ Vận động viên chạy nhanh nhất trong cự li $200 m$.
* Cách $2$: So sánh thời gian để đi cùng một quãng đường.
– Thời gian để vận động viên chạy quãng đường $100 m$ ở mỗi cự li là:
+ Cự li $100 m$: $t1=9,98(s)$
+ Cự li $200 m$: $t_{2} = 100: \frac{200}{19, 94} = 9, 97 (s)$
+ Cự li $400 m$: $t_{3} = 100 : \frac{400}{43, 45} = 10, 86 (s)$
$\Rightarrow $ Vận động viên chạy nhanh nhất ở cự li $200 m$

Lời giải chi tiết:
$1$. Công thức $5.1b$: $v = \frac{\Delta s}{\Delta t}$
Tốc độ này được gọi là tốc độ trung bình vì nó cho biết quãng đường vật đi được trong một thời gian xác định.
$2$. Tốc độ trung bình của nữ vận động viên tại các giải thi đấu là:
– Điền kinh quốc gia $2016$:
$v = \frac{100}{11, 64} = 8, 59 (m/s) = 30,92 (km/h)$
– SEA Games $29 (2017)$:
$v = \frac{100}{11, 56} = 8, 65 (m/s) = 31, 14 (km/h)$
– SEA Games $29 (2019)$:
$v = \frac{100}{11, 54} = 8, 67 (m/s) = 31, 21 (km/h)$

Bố bạn $A$ đưa $A$ đi học bằng xe máy vào lúc $7$ giờ. Sau $5$ phút xe đạt tốc độ $30$ $km/h$. Sau $10$ phút nữa, xe tăng tốc lên thêm $15$ $km/h$. Đến gần trường, xe giảm dần tốc độ và dừng trước cổng trường lúc $7$ giờ $30$ phút.
$a$) Tính tốc độ trung bình của xe máy chở $A$ khi đi từ nhà đến trường. Biết quãng đường từ nhà đến trường dài $15 km$.
$b$) Tính tốc độ của xe vào lúc $7$ giờ $15$ phút và 7 giờ 30 phút. Tốc độ này là tốc độ gì?

Lời giải chi tiết:
$a$)
– Thời gian xe máy đi từ nhà đến trường là:
$\Delta t=7h30−7h=30$ phút
– Tốc độ trung bình của xe máy chở $A$ khi đi từ nhà đến trường là:
$v = \frac{\Delta s}{\Delta t} = \frac{15}{0,5} = 30 (km/h)$
$b$)
Theo đề bài ta có:
+ Sau $5$ phút kể từ khi xuất phát, xe đạt tốc độ $30 km/h$
+ Sau $10$ phút nữa, xe tăng tốc lên thêm $15 km/h$
Suy ra, tốc độ của xe vào lúc $7$ giờ $15$ phút là: $v_{1}$ $= 30 + 15 = 45 $ $(km/h)$
+ Xe dừng trước cổng trường lúc $7$ giờ $30$ phút $\Rightarrow $ Tốc độ của xe lúc $7$ giờ $30$ phút là: $v_{2}=0(km/h)$
$\Rightarrow$ Tốc độ này là tốc độ tức thời.

Lời giải chi tiết:
Đổi: $3$ phút $= 0,05$ giờ
Quãng đường người đó đi được sau $3$ phút là:
Ta có: $v = \frac{s}{t} \Rightarrow s=v.t=30.0,05=1,5$ $(km)$
Vậy sau $3$ phút, người đó đến vị trí $E$ trên hình.

Theo em, biểu thức nào sau đây xác định giá trị vận tốc? Tại sao?
$a$) $\frac{s}{t}$ $b$) $vt$
$c$) $\frac{d}{t}$ $d$) $d.t$

Lời giải chi tiết:
Biểu thức xác định giá trị vận tốc là biểu thức : $c$) $\frac{d}{t}$
Vì $d$ là độ dịch chuyển của vật sẽ cho chúng ta biết được độ dịch chuyển của vật trong một đơn vị thời gian xác định.

Lời giải chi tiết:
– Độ dài quãng đường từ nhà đến trường là:
$s=AB+BC=400+300=700(m)$
– Thời gian đi từ nhà đến trường là:
$t=6+4=10$ (phút)
– Tốc độ trung bình của bạn $A$ khi đi từ nhà đến trường là:
$v=\frac{s}{t} = 70010 = 70$ $(m/phút) \approx 1,167(m/s)$
– Độ dịch chuyển của bạn $A$ là:
$d = AC = \sqrt{AB^{2} + BC^{2}} = \sqrt{400^{2} + 300^{2}} = 500 (m)$
– Vận tốc trung bình của bạn $A$ khi đi từ nhà đến trường là:
$v = \frac{d}{t} = \frac{500}{6+4} = 50$ $(m/phút)$ $\approx 0,83(m/s)$

$1$. Hãy xác định vận tốc của hành khách đối với mặt đường nếu người này chuyển động về cuối đoàn tàu với vận tốc có cùng độ lớn $1 m/s$.
$2$. Một người bơi trong bể bơi yên lặng có thể đạt tới vận tốc $1 m/s$. Nếu người này bơi xuôi dòng sông có dòng chảy với vận tốc $1 m/s$ thì có thể đạt vận tốc tối đa là bao nhiêu?
$3$. Một canô chạy hết tốc lực trên mặt nước yên lặng có thể đạt $21,5 km/h$. Canô này chạy xuôi dòng sông trong $1$ giờ rồi quay lại thì phải mất $2$ giờ nữa mới về tới vị trí ban đầu. Hãy tính vận tốc chảy của dòng sông.

Lời giải chi tiết:
$1$. Đổi: $36 km/h = 10 m/s$
Gọi:
$\overrightarrow{v_{1,2}} $ là vận tốc của hành khách so với tàu
$\overrightarrow{v_{2,3}} $ là vận tốc của tàu so với mặt đường
$\overrightarrow{v_{1,3}} $ là vận tốc của hành khách so với mặt đường
Suy ra, ta có: $\overrightarrow{v_{1,3}} = \overrightarrow{v_{1,2}} + \overrightarrow{v_{2, 3}}$
Do hành khách chuyển động về cuối đoàn tàu, tức là ngược chiều chuyển động của đoàn tàu nên ta có:
$v_{1,3} = -v_{1,2} + v_{2,3} = -1 + 10 = 9 (m/s)$
Vậy vận tốc của hành khách đối với mặt đường trong trường hợp này là $9 m/s$.
$2$. Gọi:
$\overrightarrow{v_{1,2}}$ là vận tốc của người so với nước
$\overrightarrow{v_{2,3}} $ là vận tốc của nước so với bờ
$\overrightarrow{v_{1,3}} $ là vận tốc của người so với bờ
Ta có: $\overrightarrow{v_{1,3}} =\overrightarrow{v_{1,2}} +\overrightarrow{v_{2,3}} $
– Khi người bơi trong bể nước yên lặng, tức $\overrightarrow{v_{2,3}} =0$, ta có:
$\overrightarrow{v_{1,2}} =\overrightarrow{v_{1,3}} =1(m/s)$
– Khi người này bơi xuôi dòng chảy với vận tốc $\overrightarrow{v_{2,3}} =1(m/s)$, ta có:
$\overrightarrow{v_{1,3}} = \overrightarrow{v_{1,2}} +\overrightarrow{v_{2,3}} =1+1=2(m/s)$ Vậy nếu người này bơi xuôi dòng sông có dòng chảy với vận tốc $1 m/s$ thì có thể đạt vận tốc tối đa là $2 m/s$.
3.
Gọi:
$\overrightarrow{v_{1,2}}$ là vận tốc của canô so với nước
$\overrightarrow{v_{2,3}}$ là vận tốc của nước so với bờ
$\overrightarrow{v_{1,3}}$ là vận tốc của canô so với bờ
Ta có: $\overrightarrow{v_{1,3}} =\overrightarrow{v_{1,2}} +\overrightarrow{v_{2,3}} $
– Khi canô chạy trên mặt nước yên lặng, tức $\overrightarrow{v_{2,3}} =0$, ta có:
$\overrightarrow{v_{1,2}} = \overrightarrow{v_{1,3}} = 21,5(km/h)$
– Khi canô chạy xuôi dòng sông, ta có:
$\overrightarrow{v_{1,3}} = \overrightarrow{v_{1,2}} +\overrightarrow{v_{2,3}} =21,5 + \overrightarrow{v_{2,3}} $
$\Rightarrow t_{1} \frac{d}{21,5 + v_{2,3}} \Leftrightarrow 1 = \frac{d}{21,5 + v_{2,3}} \Leftrightarrow 21, 5 = d – v_{2,3}$ ($1$)
– Khi canô quay lại, ta có:
$ v’_{1, 3} = v_{1, 2} – v_{2,3} = 21, 5 – v_{2,3}$
$\Rightarrow t_{1} \frac{d}{21,5 + v_{2,3}} \Leftrightarrow 2 = \frac{d}{21,5 + v_{2,3}} \Leftrightarrow 43 = d + 2v_{2,3}$ ($2$)
– Từ ($1$) và ($2$) ta suy ra:
$\begin{cases} d = 28, 67 (km) \\ v_{2,3} = 7, 17 (km/h) \\ \end{cases} $
Vậy vận tốc chảy của dòng sông là $7,17 km/h$.

$1$. Một máy bay đang bay theo hướng Bắc với vận tốc $200$ m/s thì bị gió từ hướng Tây thổi vào với vận tốc $20 m/s$. Xác định vận tốc tổng hợp của máy bay lúc này.
$2$. Một người lái máy bay thể thao đang tập bay ngang. Khi bay từ $A$ đến $B$ thì vận tốc tổng hợp của máy bay là $15 m/s$ theo hướng $600$ Đông – Bắc và vận tốc của gió là $7,5 m/s$ theo hướng Bắc. Hãy chứng minh rằng khi bay từ $A$ đến $B$ thì người lái phải luôn hướng máy bay về hướng Đông.

Lời giải chi tiết:
$1$. Gọi:
$\overrightarrow{v_{1,2}}$ là vận tốc của máy bay so với gió
$\overrightarrow{v_{2,3}}$ là vận tốc của gió so với đường bay
$\overrightarrow{v_{1,3}}$ là vận tốc của máy bay so với đường bay
Suy ra:
Vận tốc tổng hợp của máy bay lúc này là:
$\overrightarrow{v_{1,3}} = \sqrt{v_{1,2}^{2} + v_{2,3}^{2}} = \sqrt{200^{2} + 20^{2}} = 201 (m/s)$