Bài 12 trang 22 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một đoàn tàu rời ga chuyển động thẳng nhanh dần đều. Sau 1 phút tàu đạt tốc độ 40 km/h.

a) Tính gia tốc của đoàn tàu.

b) Tính quãng đường mà tàu đi được trong 1 phút đó.

c) Nếu tiếp tục tăng tốc như vậy thì sau bao lâu nữa tàu đạt tốc độ 60 km/h.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Công thức vận tốc: v = v₀ + at

+ Công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng biến đổi đều: \(s = \displaystyle{v_0}t + {1 \over 2}a{t^2}\)

Lời giải chi tiết

Chọn gốc tọa độ, gốc thời gian là lúc tàu bắt đầu rời ga, chiều dương là chiều chuyển động.

a) Ta có:

\(v = 40km/h = \displaystyle{{40.1000} \over {3600}} = {{100} \over 9}m/s\); \({v_0} = 0;t = 60s\)

Công thức tính vận tốc: \(v=v_0+at\)

Ta suy ra, gia tốc của đoàn tàu: \(a = \displaystyle{{v - {v_0}} \over t} = {{\displaystyle{{100} \over 9} - 0} \over {60}} = 0,185\left( {m/{s^2}} \right)\)

b) Quãng đường tàu đi được trong 1 phút đó: \(s = \displaystyle{v_0}t + {{a{t^2}} \over 2} =  0.1-{{{{0,185.60}^2}} \over 2} = 333m\)

(Chú ý: Đổi phút ra giây 1 phút = 60 giây)

c) Ta có:

\(v' = 60km/h = \displaystyle{{60.1000} \over {3600}} = {{50} \over 3}\left( {m/s} \right)\)

Nếu tiếp tục tăng tốc như vậy thì khoảng thời gian tàu đạt tốc độ \(60 km/h\) là: \(t = \displaystyle{{v' - v} \over a} = {{\displaystyle{{50} \over 3} - {{100} \over 9}} \over {0,185}} = 30s\)