Bài 6. Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc

TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC.
Tính tương đối của chuyển động.
Với cùng một vật, nhưng nếu xét trong các hệ quy chiếu khác nhau thì vị trí, vận tốc và quỹ đạo của vật cũng khác nhau. Ta nói: Vị trí, vận tốc và quỹ đạo của vật có tính tương đối.
Thí dụ về chuyển động của người đi trên bè.
Trường hợp người đi dọc từ cuối bè đến đầu bè:

A
A/
B/
B
KHẢO SÁT
Chia hai vế cho t:
(2)
Trường hợp người đi ngang trên bè từ mạn này sang mạn kia:
Theo (1) ta có:
(1)

B’
B
Ta có:
A
A’
Chia hai vế cho t ta được:
Suy ra:
(3)
Vậy: Vận tốc tuyệt đối của người đối với bờ bằng vận tốc tương đối của người đối với bè cộng vận tốc kéo theo của bè đối với bờ.
Công thức cộng vận tốc.
Tại mỗi thời điểm, vectơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng của vectơ vận tốc tương đối và vectơ vận tốc kéo theo.
Ta có:
Bài tập áp dụng.
Một chiếc phà luôn hướng mũi theo phương vuông góc với bờ sông chạy sang bờ bên kia với vận tốc 10 km/h đối với nước. Biết vận tốc dòng nước là 5 km/h. Tìm vận tốc của phà đối với bờ.
Bài giải:
Gọi:
là vận tốc của phà đối với nước.
là vận tốc của phà đối với bờ.
là vận tốc của nước đối với bờ.
(4)
Ta có hình vẽ sau:
O

Áp dụng công thức cộng vận tốc:
Ta có:
nên về độ lớn:
+ Hướng chuyển động của phà so với bờ:
TRẮC NGHIỆM CỦNG CỐ BÀI
Chọn câu đúng.
Hai xe ôtô gặp nhau ở một ngã tư đường, ôtô A đi thẳng về hướng Tây, ôtô B đi thẳng về hướng bắc. Vận tốc của hai ôtô có độ lớn bằng nhau. Một người ngồi trên ôtô A sẽ thấy ôtô B đi theo hướng nào?
Hướng Đông – Nam.
Hướng Tây – Nam.
Hướng Đông – Bắc.
Hướng Tây – Bắc.
Chọn câu đúng.
Một chiếc phà chạy xuôi dòng từ bến A đến bến B mất 3 giờ; khi chạy ngược lại từ B về A mất 6 giờ.Nếu phà tắt máy và thả trôi theo dòng nước thì đi từ A đến B mất bao lâu?
7giờ30phút.
12 giờ.
15 giờ.
9 giờ
BÀI TẬP
Bài 1.
Một hành khách ngồi trên toa xe lửa chuyển động thẳng đều với vận tốc 54 km/h quan sát qua khe cửa thấy một đoàn tàu khác chạy cùng phương cùng chiều trên đường sắt bên cạnh.
Từ lúc nhìn thấy điểm cuối đến lúc nhìn thấy điểm đầu của đoàn tàu mất 8 s. Đoàn tàu mà người này quan sát gồm 20 toa, mỗi toa dài 4 m.
Tính vận tốc của đoàn tàu thứ hai.
Bài 2.
Trên một tuyến xe buýt các xe coi như chuyển động thẳng đều với vận tốc 30 km/h, hai chuyến xe liên tiếp khởi hành cách nhau 10 phút. Một người đi xe đạp ngược lại gặp hai chuyến xe buýt liên tiếp cách nhau 7phút30giây.
Tính vận tốc người đi xe đạp.
Bài 3.
Một đoàn xe cơ giới có đội hình dài 1500 m hành quân với vận tốc 40 km/h. Người chỉ huy ở xe đầu trao cho một chiến sĩ đi mô tô một mệnh lệnh chuyển xuống xe cuối. Chiến sĩ ấy đi và về với cùng một vận tốc và hoàn thành nhiệm vụ trở về báo cáo mất một thời gian 5 phút 24 giây.
Tính vận tốc của chiến sĩ đi mô tô.