Một xe đạp đang đi với vận tốc 10,8 km/h thì xuống dốc nhanh dần đều với gia tốc 0,3(m/s^2) . Cùng lúc đó một ô tô lên dốc với vận tốc ở chân dốc là 18 km/ h đi được 120 m thì vận tốc ô tô là 7 m/s
a) Tìm gia tốc của ô tô khi lên dốc?
b) Biết dốc dài 720 m. Lập phương trình chuyển động của xe đạp và ô tô ? Tìm vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau ? Tìm quãng đường ô tô đi được từ chân dốc đến điểm gặp nhau
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
a.{a_1} = 0,1m/{s^2}\\
b.\\
{x_1} = 5t + 0,05{t^2}\\
{x_2} = 720 – 3t – 0,15{t^2}\\
t = 43,25s\\
{x_1} = 309,74m\\
{s_2} = 410,26m\\
{s_1} = 309,74m
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
a.
Gia tốc của xe lên dốc là:
\({a_1} = \dfrac{{{v_1}^2 – {v_{01}}^2}}{{2s}} = \dfrac{{{7^2} – {5^2}}}{{2.120}} = 0,1m/{s^2}\)
b.
Phương trình chuyển động của xe lên dốc là:
\({x_1} = {x_{01}} + {v_{01}}t + \dfrac{1}{2}{a_1}{t^2} = 0 + 5t + \dfrac{1}{2}.0,1{t^2} = 5t + 0,05{t^2}\)
Phương trình chuyển động của xe xuống dốc là:
\({x_2} = {x_{02}} + {v_{02}}t + \dfrac{1}{2}{a_2}{t^2} = 720 – 3t + \dfrac{1}{2}.( – 0,3){t^2} = 720 – 3t – 0,15{t^2}\)
Khi hai xe gặp nhau thì:
\(\begin{array}{l}
{x_1} = {x_2}\\
\Rightarrow 5t + 0,05{t^2} = 720 – 3t – 0,15{t^2}\\
\Rightarrow – 0,2{t^2} – 8t + 720 = 0\\
\Rightarrow t = 43,25s
\end{array}\)
Vị trí hai xe gặp nhau là:
\({x_1} = 5t + 0,05{t^2} = 5.43,25 + 0,05.43,{25^2} = 309,74m\)
Quảng đường xe lên dốc đi được là:
\({s_1} = {x_1} = 309,74m\)
Quảng đường xe xuống dốc đi được là:
\({s_2} = s – {x_2} = 720 – 309,74=410,26m\)