Cộng thức cộng vận tốc (hay, chi tiết)

Với loạt bài Cộng thức cộng vận tốc Vật Lí lớp 10 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 10.

Bài viết Cộng thức cộng vận tốc hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Cộng thức cộng vận tốc Vật Lí 10.

                             

1. Định nghĩa

- Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau – quỹ đạo có tính tương đối.

- Vận tốc của vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Vận tốc có tính tương đối.

- - Một chiếc thuyền đang chạy trên một dòng sông. Ta sẽ xét chuyển động của thuyền trong hai hệ qui chiếu:

+ Hệ quy chiếu (x0y) gắn với bờ coi như hệ quy chiếu đứng yên.

+ Hệ quy chiếu (x’0y’) gắn với một vật trôi theo dòng nước là hệ quy chiếu chuyển động.

 

2. Công thức

- Gọi thuyền là số 1 (ứng với vật chuyển động), nước là số 2 (ứng với hệ quy chiếu chuyển động), bờ là số 3 (ứng với hệ quy chiếu đứng yên). Ta có:

Công thức cộng vận tốc:  (1)

+  là vận tốc của thuyền đối với bờ, tức là đối với hệ quy chiếu đứng yên. Vận tốc này gọi là vận tốc tuyệt đối.

+  là vận tốc của thuyền đối với nước, tức là đối với hệ quy chiếu chuyển động. Vận tốc này gọi là vận tốc tương đối.

+  là vận tốc của nước đối với bờ. Đó là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên. Vận tốc này gọi là vận tốc kéo theo.

3. Kiến thức mở rộng

- Trường hợp: => (1) trở thành: v_1,3 = v_1,2 + v_2,3  

- Trường hợp: => (1) trở thành: v_1,3 = |v_1,2 - v_2,3|

- Trường hợp: => (1) trở thành:  

- Trường hợp:  => (1) trở thành:

                                

4. Bài tập minh họa

Câu 1: Một chiếc thuyền chuyển động thẳng đều với v = 10m/s so với mặt biển, con mặt biển tĩnh lặng. Một người đi đều trên sàn thuyền có v = 1m/s so với thuyền. Xác định vận tốc của người đó so với mặt nước biển khi người và thuyền chuyển động cùng chiều.

Lời giải:

Gọi v₁₃ là vận tốc của người so với mặt nước biển.

      v_­12 là vận tốc của người so với thuyền

      v₂₃ là vận tốc của thuyền so với mặt nước biển.

Khi cùng chiều: v₁₃ = v₁₂ + v₂₃ = 1+10 = 11m/s

Câu 2: Một chiếc xuồng đi xuôi dòng nước từ A đến B mất 4 giờ, còn nếu đi ngược dòng nước từ B đến A mất 5 giờ. Biết vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 4 km/h. Tính vận tốc của xuồng so với dòng nước và tính quãng đường AB.

Lời giải:

Gọi v₁₃ là vận tốc của xuồng với bờ

       v₂₃ là vận tốc của nước với bờ bằng 4 km/h

       v₁₂ là vận tốc của xuồng so với dòng nước

Khi đi xuôi dòng:  v₁₃ = v₁₂ + v₂₃ 

S_AB = v₁₃.t₁ = ( v₁₂ + v₂₃ ).4

Khi đi ngược dòng: v₁₃ = v₁₂ – v₂₃ 

S_AB = v₁₃.t₂ = ( v₁₂ – v₂₃ ).5

Quãng đường không đổi: 

( v₁₂ + v₂₃ ).4 = ( v₁₂ – v₂₃ ).5 => v₁₂ = 36km/h => S_AB = 160km

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:

• Công thức tính sai số

• Công thức tính sai số gia tốc trọng trường

• Công thức tính tốc độ trung bình

• Công thức tính vận tốc trung bình

• Công thức tính vận tốc tức thời

---