Bài 1.18 trang 8 SBT Vật lí 10: Bảng 2 mô tả các đoạn đường khác nhau trong một cuộc đi bộ. Trong mỗi đoạn, người đi bộ đi trên đường thẳng với tốc độ ổn định và một hướng xác định.

a. Trong đoạn đường nào, người đi bộ chuyển động nhanh nhất? Giải thích.

b. Dùng giấy kẻ ô vuông, vẽ biểu đồ thể hiện đường đi bộ theo hướng và tỉ lệ như bảng 2. Dùng biểu đồ để tìm độ dịch chuyển giữa điểm bắt đầu và điểm kết thúc hành trình.

c. Dùng kết quả ở b) và số liệu ở bảng 2 để tìm vận tốc trung bình trong cả quãng đường đi bộ.

d. Giải thích tại sao người đi bộ không có vận tốc tính ở c) tại bất kì điểm nào của chuyến đi.

e. Một học sinh đã tính vận tốc trung bình bằng cách vẽ đồ thị quãng đường đi được theo thời gian như thể hiện ở hình 1.4. Dựa vào đồ thị này, học sinh ấy tính vận tốc trung bình như sau:

Vận tốc trung bình = $\frac{86m}{27s}=3,2m/s$

Học sinh đã làm đúng hay sai? Vì sao?

Lời giải:

a. Muốn biết trên đoạn đường nào, người đi bộ chuyển động nhanh nhất thì ta cần xác định tốc độ trên từng đoạn đường.

Đoạn 1: $v=\frac{s}{t}=\frac{25}{8}=3,1m/s$

Đoạn 2: $v=\frac{s}{t}=\frac{21}{8}=2,6m/s$

Đoạn 3: $v=\frac{s}{t}=\frac{28}{6}=4,7m/s$

Đoạn 4: $v=\frac{s}{t}=\frac{12}{5}=2,4m/s$

Như vậy trên đoạn 3 thì người đó chuyển động nhanh nhất.

b. Biểu đồ như hình dưới.

Độ dịch chuyển tổng hợp là cạnh huyền của tam giác vuông, có cạnh hướng tây 9 m và cạnh hướng nam 3 m. Độ lớn là 9,5 m.

Tạo với hướng tây góc $\sin \alpha =\frac{3}{9}\Rightarrow \alpha \approx {19}^0$.

c. Vận tốc trung bình được tính bằng độ dịch chuyển tổng hợp chia cho tổng thời gian.

$v=\frac{d}{t}=\frac{9,5}{27}=0,35m/s$.

d. Vì hướng của vận tốc trung bình khác với bất kì hướng nào trong bốn hướng mà người đi bộ đã đi.

e. Học sinh đã sai vì bạn này đã lấy tổng quãng đường chia cho tổng thời gian.