Phương trình quỹ đạo của chất điểm (hay, chi tiết)

Với loạt bài Phương trình quỹ đạo của chất điểm đầy đủ, chi tiết nhất 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 môn Vật Lí 10.

Bài viết Phương trình quỹ đạo của chất điểm đầy đủ, chi tiết nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Ví dụ minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Phương trình quỹ đạo của chất điểm đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí 10.

1. Khái niệm

- Quỹ đạo chuyển động của chất điểm là tập hợp tất cả các vị trí của một chất điểm chuyển động tạo ra một đường nhất định.

- Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.

 

- Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian.

- Chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

- Chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng chậm dần đều.

2. Công thức

- Phương trình tọa độ thời gian của chuyển động thẳng đều:

x = x₀ + v.(t - t₀) (m) (1)

Trong đó:

+ x_o: tọa độ ban đầu của vật tại thời điểm t₀ 

+ x: tọa độ của vật sau thời gian chuyển động t

+ v: vận tốc chuyển động của vật (m/s)

Chú ý:

+ v > 0 khi vật chuyển động theo chiều dương

+ v < 0 khi vật chuyển động theo chiều âm

- Phương trình chuyển động của chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều:

Chọn gốc thời gian là lúc khảo sát vật t₀ = 0

 

Trong đó:

+ x_o: tọa độ ban đầu của vật tại thời điểm t₀ (m)

+ x: tọa độ của vật sau thời gian chuyển động t (m)

+ v₀ : vận tốc chuyển động của vật (m/s)

+ a: gia tốc chuyển động của vật (m/s²)

- Quỹ đạo của chuyển động ném ngang có dạng parabol 

 

                                     

3. Kiến thức mở rộng

* Chuyển động thẳng đều:

- Đồ thị tọa độ theo thời gian (x – t): của chuyển động thẳng đều: hình dạng là đường thẳng hướng lên trên khi vật chuyển động cùng chiều dương, hướng xuống dưới khi vật chuyển động ngược chiều dương.

* Chuyển động thẳng biến đổi đều:

- Đồ thị tọa độ theo thời gian (x – t): hình dạng là một nhánh parabol

4. Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho đồ thị tọa độ - thời gian của một ô-tô chạy từ A đến B trên một đường thẳng như hình vẽ. 

Dựa vào đồ thị, viết phương trình chuyển động của ô-tô là:

A. x = 30t (km/h)

B. x = 30 + 5t (km/h)

C. x = 30 +  25t (km/h)

D. x = 30 +39t (km/h)

Lời giải

Từ đồ thị ta có:

+ Tại thời điểm ban đầu t₀=0: x₀=0

+ Tại thời điểm t₁ = 1h: x₁ = 30km ⇒

⇒ Phương trình chuyển động của vật: x = x₀ + vt = 0 + 30t = 30t (km/h)  

Đáp án: A

Bài 14: Đồ thị tọa độ theo thời gian của chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều có dạng:

A. Là đường thẳng song song với trục Ot

B. Là đường thẳng có thể đi qua gốc tọa độ

C. Là một nhánh parabol

D. Là đường thẳng song song với trục Ox

Lời giải

Ta có phương trình tọa độ theo thời gian của chất điểm trong chuyển đông thẳng biến đổi đều có dạng:  

=> Đồ thị của tọa độ theo thời gian của chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều là một nhánh parabol (dạng đồ thị giống hàm y = ax² + bx + c nhưng ở đây ta có t>0 lên đồ thị chỉ là một nhánh parabol)

Đáp án: C

                               

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

• Phương trình quỹ đạo ném ngang

• Công thức liên hệ gia tốc và khối lượng

• Công thức định luật II Niu – ton

• Điều kiện cân bằng của chất điểm

• Công thức tổng hợp lực

---