Quảng cáo
2 câu trả lời 340
Để xác định vận tốc ban đầu của ô tô khi chuyển động thẳng đều trước khi hãm phanh, ta cần sử dụng các phương trình chuyển động và các dữ kiện đã cho.
### Dữ kiện:
- Quãng đường dừng hẳn: \( s = 1235 \) m
- Thời gian sau khi hãm phanh và vận tốc tại thời điểm đó: \( t = 5 \) giây, \( v = 15 \) m/s
### Giả sử:
- Vận tốc ban đầu của ô tô là \( v_0 \)
- Gia tốc của ô tô khi hãm phanh là \( a \) (âm vì xe đang giảm tốc)
### Bước 1: Tính gia tốc \( a \)
Sử dụng phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều:
\[ v = v_0 + a t \]
Tại thời điểm \( t = 5 \) giây, \( v = 15 \) m/s:
\[ 15 = v_0 + a \times 5 \]
\[ a = \frac{15 - v_0}{5} \]
### Bước 2: Sử dụng quãng đường dừng hẳn để tính \( v_0 \)
Quãng đường ô tô dừng lại là \( 1235 \) m. Sử dụng phương trình quãng đường:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 \]
Tuy nhiên, ta cần tính quãng đường cho toàn bộ quá trình từ lúc bắt đầu hãm phanh đến lúc dừng hẳn. Tổng thời gian từ lúc hãm phanh đến lúc dừng hẳn là \( t_{\text{total}} \).
Khi xe dừng hẳn, \( v = 0 \), ta sử dụng phương trình:
\[ v = v_0 + a t_{\text{total}} \]
\[ 0 = v_0 + a t_{\text{total}} \]
\[ t_{\text{total}} = -\frac{v_0}{a} \]
Thay vào phương trình quãng đường:
\[ s = v_0 t_{\text{total}} + \frac{1}{2} a t_{\text{total}}^2 \]
\[ 1235 = v_0 \left(-\frac{v_0}{a}\right) + \frac{1}{2} a \left(-\frac{v_0}{a}\right)^2 \]
\[ 1235 = -\frac{v_0^2}{a} + \frac{1}{2} \frac{v_0^2}{a} \]
\[ 1235 = -\frac{v_0^2}{a} + \frac{v_0^2}{2a} \]
\[ 1235 = \frac{v_0^2}{2a} \]
### Bước 3: Kết hợp hai phương trình để tính \( v_0 \)
Từ phương trình gia tốc:
\[ a = \frac{15 - v_0}{5} \]
Thay vào phương trình quãng đường:
\[ 1235 = \frac{v_0^2}{2 \left(\frac{15 - v_0}{5}\right)} \]
\[ 1235 = \frac{v_0^2}{2 \cdot \frac{15 - v_0}{5}} \]
\[ 1235 = \frac{v_0^2 \cdot 5}{2 \cdot (15 - v_0)} \]
\[ 1235 \cdot 2 \cdot (15 - v_0) = v_0^2 \cdot 5 \]
\[ 2470 \cdot (15 - v_0) = 5v_0^2 \]
\[ 37050 - 2470v_0 = 5v_0^2 \]
\[ 5v_0^2 + 2470v_0 - 37050 = 0 \]
Giải phương trình bậc hai này:
\[ v_0 = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
với \( a = 5 \), \( b = 2470 \), \( c = -37050 \):
\[ v_0 = \frac{-2470 \pm \sqrt{2470^2 - 4 \cdot 5 \cdot (-37050)}}{2 \cdot 5} \]
\[ v_0 = \frac{-2470 \pm \sqrt{6100900 + 742000}}{10} \]
\[ v_0 = \frac{-2470 \pm \sqrt{6842900}}{10} \]
\[ v_0 = \frac{-2470 \pm 2615.88}{10} \]
### Kết quả:
1. \( v_0 = \frac{-2470 + 2615.88}{10} = \frac{145.88}{10} = 14.59 \) m/s
2. \( v_0 = \frac{-2470 - 2615.88}{10} \approx \frac{-5085.88}{10} = -508.59 \) m/s (loại vì không có nghĩa vật lý trong ngữ cảnh này)
Vậy vận tốc của ô tô khi chuyển động thẳng đều trước khi hãm phanh là khoảng \( 14.59 \) m/s.
Để tìm vận tốc của ô tô khi còn chuyển động thẳng đều, ta có thể sử dụng các công thức liên quan đến chuyển động thẳng biến đổi đều (chuyển động có gia tốc không đều). Dưới đây là cách giải bài toán:
### Dữ liệu đã cho:
- Khoảng cách ô tô di chuyển sau khi hãm phanh cho đến khi dừng hẳn: \( S = 1235 \) m
- Thời gian để dừng hẳn từ lúc hãm phanh: \( t = 5 \) s
- Vận tốc của ô tô sau 5 giây hãm phanh: \( v = 15 \) m/s
### Tìm vận tốc ban đầu khi ô tô bắt đầu hãm phanh
1. **Tính gia tốc của ô tô khi hãm phanh:**
Ta dùng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và khoảng cách:
\[
v^2 = u^2 + 2aS
\]
Trong đó:
- \( v \) là vận tốc cuối cùng (0 m/s, vì ô tô dừng lại)
- \( u \) là vận tốc ban đầu khi bắt đầu hãm phanh
- \( a \) là gia tốc (trong trường hợp này là gia tốc âm vì ô tô đang giảm tốc)
- \( S \) là khoảng cách (1235 m)
Vì ô tô dừng lại, ta có:
\[
0 = u^2 + 2a \times 1235
\]
Suy ra:
\[
u^2 = -2a \times 1235 \quad \text{(1)}
\]
2. **Tính gia tốc \(a\) từ vận tốc sau 5 giây:**
Sử dụng công thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều:
\[
v = u + at
\]
Ta có:
\[
15 = u + a \times 5
\]
Suy ra:
\[
a = \frac{15 - u}{5} \quad \text{(2)}
\]
3. **Thay giá trị \(a\) từ (2) vào (1):**
Thay \( a \) từ (2) vào (1):
\[
u^2 = -2 \left(\frac{15 - u}{5}\right) \times 1235
\]
\[
u^2 = -\frac{2 \times 1235 \times (15 - u)}{5}
\]
\[
u^2 = -\frac{2470 \times (15 - u)}{5}
\]
\[
u^2 = -494 \times (15 - u)
\]
\[
u^2 = -7410 + 494u
\]
\[
u^2 - 494u + 7410 = 0
\]
4. **Giải phương trình bậc 2 để tìm \(u\):**
Sử dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai \(ax^2 + bx + c = 0\):
\[
u = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Trong đó:
- \( a = 1 \)
- \( b = -494 \)
- \( c = 7410 \)
\[
u = \frac{494 \pm \sqrt{494^2 - 4 \times 1 \times 7410}}{2 \times 1}
\]
\[
u = \frac{494 \pm \sqrt{244036 - 29640}}{2}
\]
\[
u = \frac{494 \pm \sqrt{214396}}{2}
\]
\[
\sqrt{214396} \approx 463.3
\]
\[
u = \frac{494 \pm 463.3}{2}
\]
- Nghiệm dương:
\[
u = \frac{494 + 463.3}{2} \approx 478.65 \text{ m/s}
\]
- Nghiệm âm không có ý nghĩa thực tế trong ngữ cảnh này.
### Kết luận
Vận tốc của ô tô khi còn chuyển động thẳng đều là khoảng **478.65 m/s**.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
156747
-
101215
-
Hỏi từ APP VIETJACK61933
