Một tàu thủy chở hàng đi xuôi dòng sông trong 4 giờ đi được 100 km, khi chạy ngược dòng trong 4 giờ thì đi được 60 km. Tính vận tốc của tàu so với nước. Coi vận tốc của nước đối bờ là luôn luôn không đổi.
Vật (1): Tàu thuỷ; Vật (2): dòng nước; Vật (3): bờ sông.
Với \(\overrightarrow {{v_{12}}} \,\)là vận tốc của tàu so với nước; \(\,\,\overrightarrow {{v_{23}}} \) là vận tốc của nước so với bờ.
Thời gian chuyển động là: \(t = \dfrac{{AB}}{{{v_{13}}}}\)
+ Tàu đi xuôi dòng ta có \(\overrightarrow {{v_{12}}} \, \uparrow \uparrow \,\,\overrightarrow {{v_{23}}} \)
Vận tốc của tàu so với bờ là: \({v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}}\)
mà \({v_{13}} = \dfrac{{{S_1}}}{{{t_x}}} = \dfrac{{100}}{4} = 25km/h \Rightarrow {v_{12}} + {v_{23}} = 25\,\,\left( {km/h} \right)\,\,\,\left( * \right)\)
+ Tàu đi ngược dòng ta có: \(\overrightarrow {{v_{12}}} \, \uparrow \downarrow \,\,\overrightarrow {{v_{23}}} \)
Vận tốc của tàu so với bờ là: \({v_{13}}' = {v_{12}} - {v_{23}}\)
mà \({v_{13}}' = \dfrac{{{S_2}}}{{{t_x}}} = \dfrac{{60}}{4} = 15km/h \Rightarrow {v_{12}} - {v_{23}} = 15\,\,\left( {km/h} \right)\,\,\,\left( {**} \right)\)
Từ (*) và (**) ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_{12}} + {v_{23}} = 25\\{v_{12}} - {v_{23}} = 15\end{array} \right.\, \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{v_{12}} = 20km/h\\{v_{23}} = 5km/h\end{array} \right.\)
→ Vận tốc của tàu so với nước là v12 = 20 km/h
Một xe chuyển động từ A về B. Nửa thời gian đầu vận tốc của xe là v1, nửa thời gian sau vận tốc của xe là v2. Tính vận tốc trung bình của xe trên cả quãng đường AB.
Gọi t là tổng thời gian xe chuyển động từ A về B, v là vận tốc trung bình của xe.
Độ dài quãng đường AB là: S = v.t (1)
Theo bài ta có: S = \({v_1}.\dfrac{t}{2} + {v_2}.\dfrac{t}{2}\) (2)
\( \Rightarrow \) v.t = \({v_1}.\dfrac{t}{2} + {v_2}.\dfrac{t}{2}\)\( \Rightarrow v = \dfrac{{{v_1} + {v_2}}}{2}\)
Một canô xuôi dòng từ bến A đến bến B mất 4 giờ, còn nếu đi ngược dòng từ bến B đến bến A hết 9 giờ. Biết dòng nước chảy với tốc độ 10 km/h. Độ lớn vận tốc của canô so với dòng nước là bao nhiêu?
Vật (1): cano; Vật (2): dòng nước; Vật (3): bờ sông.
Thời gian cano đi từ bến A đến bến B là: \(t = \dfrac{{AB}}{{{v_{13}}}}\)
+ Cano đi xuôi dòng \( \Rightarrow \overrightarrow {{v_{12}}} \, \uparrow \uparrow \,\,\overrightarrow {{v_{23}}} \)
→ Độ lớn vận tốc của cano so với bờ sông là: \({v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}} = {v_{12}} + 10\,\,\left( {km/h} \right)\)
Thời gian đi xuôi dòng là: \({t_x} = \dfrac{{AB}}{{{v_{12}} + 5}} = 4\,\,\left( h \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\left( * \right)\)
+ Cano đi ngược dòng \( \Rightarrow \overrightarrow {{v_{12}}} \, \uparrow \downarrow \,\,\overrightarrow {{v_{23}}} \,\,\,\left( {{v_{12}} > {v_{23}}} \right)\)
→ Độ lớn vận tốc của cano so với bờ sông là: \({v_{13}}' = {v_{12}} - {v_{23}} = {v_{12}} - 10\,\,\left( {km/h} \right)\)
Thời gian đi ngược dòng là: \({t_n} = \dfrac{{AB}}{{{v_{12}} - 5}} = 9\,\,\left( h \right)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {**} \right)\)
Từ (1) và (2) ta có: \(\dfrac{{\left( * \right)}}{{\left( {**} \right)}} \Leftrightarrow \dfrac{{{v_{12}} - 10}}{{{v_{12}} + 10}} = \dfrac{4}{9} \Rightarrow {v_{12}} = 26\,\left( {km/h} \right)\)
A ngồi trên một toa tàu chuyển động với vận tốc 15 km/h đang rời ga. B ngồi trên một toa tàu khác chuyển động với vận tốc 10 km/h đang vào ga. Hai đường tàu song song với nhau. Tính vận tốc của B đối với A. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu A.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu A
Gọi: + \(\overrightarrow {{v_{BD}}} \) vận tốc của tàu B đối với đất, \(\overrightarrow {{v_{BD}}} \) ngược chiều dương nên vBD = -10 km/h
+ \(\overrightarrow {{v_{AD}}} \) vận tốc của tàu A đối với đất, \(\overrightarrow {{v_{AD}}} \)theo chiều dương nên vAD = 15 km/h
+ \(\overrightarrow {{v_{BA}}} \) vận tốc của tàu B đối với tàu A
Theo công thức cộng vận tốc: \(\overrightarrow {{v_{BA}}} = \overrightarrow {{v_{BD}}} + \overrightarrow {{v_{DA}}} = \overrightarrow {{v_{BD}}} - \overrightarrow {{v_{AD}}} \)
\( \Rightarrow {v_{BA}} = {v_{BD}} - {v_{AD}} = - 10 - 15 = - 25\,km/h\)
Chứng tỏ vận tốc của tàu B so với tàu A có độ lớn 25km/h và ngược chiều so với chiều chuyển động của tàu A
Một chiếc thuyền buồm chạy ngược dòng sông, sau 1 giờ đi được 10km. Một khúc gỗ trôi theo dòng sông, sau 1 phút trôi được\(\dfrac{{100}}{3}m\). Vận tốc của thuyền buồm so với nước bằng bao nhiêu?
Đổi t1 = 1h = 3600s, S1 = 10km = 10000m, t2 = 1 phút = 60s
Gọi thuyền là số 1; nước số 2; bờ là số 3
Vận tốc của thuyền so với bờ có độ lớn là: \({v_{13}} = \dfrac{{{s_1}}}{{{t_1}}} = \dfrac{{1000}}{{3600}} = \dfrac{{25}}{9}m/s\)
Vận tốc của nước so với bờ có độ lớn là: \({v_{23}} = \dfrac{{{s_2}}}{{{t_2}}} = \dfrac{{\dfrac{{100}}{3}}}{{60}} = \dfrac{5}{9}m/s\)
Áp dụng công thức cộng vận tốc ta có: \(\overrightarrow {{v_{13}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{23}}} \)
Chọn chiều dương là chiều chảy của dòng nước
Vì thuyền chảy ngược dòng nước nên \(\overrightarrow {{v_{13}}} ;\overrightarrow {{v_{12}}} \) hướng ngược chiều dương, \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) hướng theo chiều dương quy ước
Suy ra: \( - {v_{13}} = - {v_{12}} + {v_{23}} \Rightarrow {v_{12}} = {v_{13}} + {v_{23}} = \dfrac{{25}}{9} + \dfrac{5}{9} = \dfrac{{10}}{3}m/s = 12km/h\)
Vậy vận tốc của thuyền buồm so với nước là 12km/h
Một ca nô chuyển động với vận tốc 20 km/h so với dòng nước, vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 2km/h
a) Tính vận tốc của ca nô so với bờ sông khi nó chuyển động xuôi dòng nước?
b) Tính vận tốc của ca nô so với bờ sông khi nó chuyển động ngược dòng nước?
Vtn = 20km/h ; Vnb = 2 km/h
Áp dụng công thức cộng vận tốc:
\(\overrightarrow {{v_{tb}}} = \overrightarrow {{v_{tn}}} + \overrightarrow {{v_{nb}}} \)
a) Khi ca nô chuyển động xuôi dòng nước thì
\(\overrightarrow {{v_{tn}}} \uparrow \uparrow \overrightarrow {{v_{nb}}} \Rightarrow {v_{tb}} = {v_{tn}} + {v_{nb}} = 20 + 2 = 22{\rm{ }}km/h\)
b) Khi nó chuyển động ngược dòng nước thì
\(\overrightarrow {{v_{tn}}} \uparrow \downarrow \overrightarrow {{v_{nb}}} \Rightarrow {v_{tb}} = {v_{tn}} - {v_{nb}} = 20 - 2 = 18{\rm{ }}km/h\)
