Một chất điểm \(A\) xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng với vận tốc biến thiên theo thời gian bởi quy luật \(v(t) = \dfrac{1}{{150}}{t^2} + \dfrac{{59}}{{75}}t(\;m/s)\), trong đó \(t\) là khoảng thời gian tính từ lúc \(A\) bắt đầu chuyển động. Từ trạng thái nghỉ, một chất điểm \(B\) cũng xuất phát từ \(O\), chuyển động thẳng cùng hướng với \(A\) nhưng chậm hơn 3 giây so với \(A\) và có gia tốc bằng \(a\left( {\;m/{s^2}} \right)\) ( \(a\) là hằng số). Sau khi \(B\) xuất phát được 12 giây thì đuổi kịp \(A\). Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng
Trả lời bởi giáo viên
Bước 1: Tìm thời gian của A và B đi được khi 2 chất điểm gặp nhau.
+) Từ đề bài, ta suy ra: tính từ lúc chất điểm \(A\) bắt đầu chuyển động cho đến khi bị chất điểm \(B\) bắt kịp thì \(A\) đi được 15 giây, \(B\) đi được 12 giây.
Bước 2: Biểu diễn \({v_B}\) theo thời gian t và gia tốc a. Lập phương trình tìm a rồi tìm vận tốc.
+) Biểu thức vận tốc của chất điểm \(B\) có dạng \({v_B}(t) = \int a dt = at + C\), lại có \({v_B}(0) = 0\)
nên \({v_B}(t) = at\).
Quãng đường hai chất điểm đi được là bằng quãng đường hai chất điểm đi được là bằng nhau. Do đó
\(\int_0^{15} {\left( {\dfrac{1}{{150}}{t^2} + \dfrac{{59}}{{75}}t} \right)} dt = \int_0^{12} a tdt \Leftrightarrow 96 = 72a \Leftrightarrow a = \dfrac{4}{3}\)
Từ đó, vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng \({v_B}(12) = \dfrac{4}{3} \cdot 12 = 16(\;m/s)\).
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Tìm thời gian của A và B đi được khi 2 chất điểm gặp nhau.
Bước 2: Biểu diễn \({v_B}\) theo thời gian t và gia tốc a. Lập phương trình tìm a rồi tìm vận tốc.