Bài 2: Vận tốc

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Vận tốc là gì?

Vận tốc là đại lượng vật lí đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và độ lớn của vận tốc được xác định bằng độ dài quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.

Chú ý: Dựa vào vận tốc có thể so sánh chuyển động của các vật nhanh hay chậm.

   + Vật có vận tốc càng lớn thì chuyển động càng nhanh.

   + Vật có vận tốc càng nhỏ thì chuyển động càng chậm.

2. Công thức tính vận tốc

Công thức:

Trong đó:

s là độ dài quãng đường đi được

v là vận tốc

t là thời gian để đi hết quãng đường

3. Đơn vị của vận tốc

- Đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào đơn vị độ dài và đơn vị thời gian.

- Đơn vị hợp pháp của vận tốc là mét trên giây (m/s) và kilômét trên giờ (km/h)

- Mối liên hệ giữa m/s và km/h:

- Độ lớn của vận tốc được đo bằng dụng cụ gọi là tốc kế (hay đồng hồ vận tốc). Tốc kế thường gắn trên xe ô tô, xe máy để đo vận tốc chuyển động của xe.

- Độ lớn của vận tốc được đo bằng dụng cụ gọi là tốc kế (hay đồng hồ vận tốc). Tốc kế thường gắn trên xe ô tô, xe máy để đo vận tốc chuyển động của xe.

Lưu ý:

   + Trong hàng hải người ta thường dùng “nút” làm đơn vị đo vận tốc:

1 nút = 1 hải lý/h = 1,852 km/h = 0,514 m/s hay 1m/s = nút.

   + Vận tốc ánh sáng: 300.000 km/s.

• Đơn vị độ dài người ta còn dùng là “năm ánh sáng”.

• Năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng truyền đi trong thời gian một năm.

• Năm ánh sáng = 9,4608 . 10¹² km ≈ 10¹⁶m.

Ví dụ: Khoảng cách từ ngôi sao gần nhất đến Trái Đất là 4,3 năm ánh sáng (gần bằng 43 triệu tỉ mét).

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Công thức vận tốc

- Công thức vận tốc: 

- Tính quãng đường đi được khi biết vận tốc và thời gian: s = v.t

- Tính thời gian khi biết vận tốc và quãng đường đi được: 

2. So sánh chuyển động nhanh hay chậm

- Căn cứ vào vận tốc của các chuyển động trong cùng một đơn vị: Nếu vật nào có vận tốc lớn hơn thì chuyển động nhanh hơn, vật nào có vận tốc nhỏ hơn thì chuyển động chậm hơn.

Ví dụ: v₁ = 3 km/h, v₂ = 6 km/h thì v₁ < v₂

- Nếu đề bài hỏi vận tốc của vật này lớn gấp mấy lần vận tốc của vật kia thì ta lập tỉ số giữa hai vận tốc.

- Vật A chuyển động, vật B cũng chuyển động. Tìm vận tốc của vật A so với vật B.

   + Khi hai vật chuyển động cùng chiều:

v = v_A – v_B (v_A > v_B) ⇒ Vật A lại gần vật B

v = v_B – v_A (v_A < v_B) ⇒ Vật B đi xa hơn vật A

   + Khi hai vật chuyển động ngược chiều:

Nếu hai vật chuyển động ngược chiều thì ta cộng vận tốc của chúng lại với nhau (v = v_A + v_B)

3. Bài toán hai vật chuyển động gặp nhau

a) Hai vật chuyển động ngược chiều

- Nếu hai vật chuyển động ngược chiều, khi gặp nhau, tổng quãng đường đã đi bằng khoảng cách của hai vật.

Hai vật A và B chuyển động ngược chiều, gặp nhau tại G

Trong đó: S₁ là quãng đường vật A đi tới G

S₂ là quãng đường vật B đi tới G

AB là tổng quãng đường hai vật đã đi: AB = S = S₁ + S₂

Chú ý: Nếu hai vật xuất phát cùng một lúc thì thời gian chuyển động của hai vật cho đến khi gặp nhau thì bằng nhau: t = t₁ = t₂

- Tổng quát:

(S là tổng quãng đường các vật đã đi cũng là khoảng cách ban đầu của hai vật)

b) Hai vật chuyển động cùng chiều

- Nếu hai vật chuyển động cùng chiều, khi gặp nhau, hiệu quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu giữa hai vật.

Hai vật A và B chuyển động cùng chiều tới chỗ gặp G

Trong đó: S₁ là quãng đường vật A đi tới chỗ gặp G

S₂ là quãng đường vật B đi tới chỗ gặp G

S₃ là hiệu quãng đường của các vật đã đi và cũng là khoảng cách ban

đầu của hai vật.

- Tổng quát:

Chú ý:

   + Nếu hai vật xuất phát cùng một lúc thì thời gian chuyển động của hai vật cho đến khi gặp nhau thì bằng nhau: t = t₁ = t₂

   + Nếu không chuyển động cùng một lúc thì ta tìm t₁, t₂ dựa vào thời điểm xuất phát và lúc gặp nhau.

4. Bài toán chuyển động của thuyền khi xuôi dòng hay ngược dòng trên hai bến sông

- Gọi v_x, t_x, s_x lần lượt là vận tốc, thời gian và quãng đường khi xuôi dòng.

v_ng, t_ng, s_ng là vận tốc, thời gian, quãng đường khi ngược dòng.

v_n là vận tốc của dòng nước.

v_t là vận tốc thực của thuyền khi dòng nước yên lặng.

III. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Bài 1: Dụng cụ để xác định sự nhanh chậm của chuyển động của một vật gọi là

A. vôn kế        B. nhiệt kế

C. tốc kế        D. ampe kế

Bài 2: Độ lớn của vận tốc có thể cung cấp cho ta thông tin gì về chuyển động của vật?

A. Cho biết hướng chuyển động của vật.

B. Cho biết vật chuyển động theo quỹ đạo nào.

C. Cho biết vật chuyển động nhanh hay chậm.

D. Cho biết nguyên nhân vì sao vật lại chuyển động được.

Bài 3: Chuyển động của phân tử hiđro ở 0^oC có vận tốc 1692 m/s, của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất có vận tốc 28800 km/h. Hỏi chuyển động nào nhanh hơn?

A. Chuyển động của phân tử hiđro nhanh hơn.

B. Chuyển động của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất nhanh hơn.

C. Hai chuyển động bằng nhau.

D. Tất cả đều sai.

V_H = 1692 m/s

⇒ V_H < V_D

⇒ Chuyển động của vệ tinh nhân tạo nhanh hơn

⇒ Đáp án B

Bài 4: Đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào

A. đơn vị chiều dài

B. đơn vị thời gian

C. đơn vị chiều dài và đơn vị thời gian.

D. các yếu tố khác.

Bài 5: Trái Đất quay quanh Mặt Trời một vòng trong thời gian một năm (trung bình là 365 ngày). Biết vận tốc quay của Trái Đất bằng 108000 km/h. Lấy π ≈ 3,14 thì giá trị trung bình bán kính quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời là:

A. 145 000 000 km

B. 150 000 000 km

C. 150 649 682 km

D. 149 300 000 km

Bài 6: Trong đêm tối từ lúc thấy tia chớp lóe sáng đến khi nghe thấy tiếng bom nổ khoảng 15 giây. Hỏi chỗ bom nổ cách người quan sát bao xa? Biết vận tốc truyền âm trong không khí bằng 340 m/s.

A. 5100 m        B. 5000 m

C. 5200 m        D. 5300 m

Bài 7: Một máy bay bay với vận tốc 800 km/h từ Hà Nội đến Thành phố Hồ Chí Minh. Nếu đường bay Hà Nội – Hồ Chí Minh dài 1400 km thì máy bay phải bay trong bao nhiêu lâu?

A. 1 giờ 20 phút        B. 1 giờ 30 phút

C. 1 giờ 45 phút        D. 2 giờ

= 1,75 giờ = 1 giờ 45 phút

⇒ Đáp án C

Bài 8: Một người đi xe máy xuất phát tại A lúc 7 giờ 20 phút và đến B lúc 8 giờ 5 phút. Tính vận tốc của người đó theo km/h và m/s. Biết quãng đường từ A đến B là 24,3 km.

Thời gian người đó đi từ A đến B là:

t = 8h5’ – 7h20’ = 45’ = 2700s

Quãng đường từ A đến B dài: s = 24,3 km = 24300 m

Vận tốc của người đó:

Bài 9: Lúc 8 giờ một người đi xe đạp khởi hành từ A về B với vận tốc 5 m/s. Lúc 10 giờ một người đi xe máy cũng đi từ A về B với vận tốc 36 km/h. Hỏi hai người gặp nhau lúc mấy giờ? Nơi gặp nhau cách A bao nhiêu km?

Bài 10: Một người đến ga tàu thì bị chậm mất 30 phút sau khi tàu đã rời khỏi nhà ga A. Để được đi tàu, người đó bèn đi taxi đuổi theo để kịp lên tàu ở nhà ga B kế tiếp. Khi đi được 3/4 quãng đường từ A đến B thì taxi đuổi kịp tàu. Hỏi người này phải đợi tàu ở nhà ga B trong bao lâu? Coi taxi và tàu chuyển động với vận tốc không đổi theo thời gian.

- Gọi G là địa điểm taxi đuổi kịp tàu

- Gọi t là thời gian xe taxi đi từ A đến khi gặp nhau tại G và vì taxi và tàu chuyển động với vận tốc không đổi theo thời gian

⇒ thời gian xe taxi và tàu đi từ G đến B là: 

- Vì chậm mất 30 phút = 1/2 giờ nên thời gian tàu đi từ nhà ga A đến G và từ G đến B lần lượt là:

Vậy thời gian người đó phải đợi tại nhà ga B là: