Một người đứng ở sân ga thấy toa thứ nhất của đoàn tàu đang tiến vào ga trước mặt mình trong 4s và thấy tòa thứ 2 trong 10s.Khi tàu dừng lại, đầu tàu toa thứ nhất cách người ấy 144.5m.Xem tàu chuyển động chậm dần đều. Gia tốc của tàu là bao nhiêu
Một người đứng ở sân ga thấy toa thứ nhất của đoàn tàu đang tiến vào ga trước mặt mình trong 4s và thấy tòa thứ 2 trong 10s.Khi tàu dừng lại, đầu tàu toa thứ nhất cách người ấy 144.5m.Xem tàu chuyển động chậm dần đều. Gia tốc của tàu là bao nhiêu
Đáp án:$a = – 0,16m/{s^2}$
Giải thích các bước giải:
-Gọi L (m) là chiều dài mỗi toa tàu.
–Gọi $v_0$là vận tốc ban đầu của đoàn tàu.
-Chọn chiều dương là chiều chuyển động của đoàn tàu.
-Khi toa thứ nhất qua người quan sát:
$\begin{gathered} {s_1} = {v_0}{t_1} + \frac{1}{2}at_1^2 \Leftrightarrow L = {v_0}.4 + \frac{1}{2}a{.4^2} \hfill \\ \Leftrightarrow L = 4.{v_0} + 8a\,\left( 1 \right) \hfill \\ \end{gathered}$
-Khi cả toa thứ nhất và toa thứ hai qua người quan sát, thời gian chuyển động của hai toa là:
${t_2} = 4 + 10 = 14s$
-Ta có:
$\begin{gathered} {s_2} = {v_0}{t_2} + \frac{1}{2}at_2^2 \Leftrightarrow 2L = {v_0}.14 + \frac{1}{2}a{.14^2} \hfill \\ \Leftrightarrow 2L = 14.{v_0} + 98a \Leftrightarrow L = 7{v_0} + 49a\,\,\left( 2 \right) \hfill \\ \end{gathered}$
-Từ (1) và (2) suy ra:
$\begin{gathered} 4.{v_0} + 8a = 7{v_0} + 49a \hfill \\ \Leftrightarrow {v_0} = -9a\,\,\left( 3 \right) \hfill \\ \end{gathered}$
-Lại có khi tàu dừng lại (v = 0) đầu tàu toa thứ nhất cách người ấy 144,5m. Áp dụng công thức liên hệ giữa s, v và a ta có:
$\begin{gathered} {v^2} – v_0^2 = 2as \Leftrightarrow v_0^2 = – 2a.144,5 \hfill \\ \Leftrightarrow v_0^2 = -289a\,\,\,\left( 4 \right) \hfill \\ \end{gathered}$
-Từ (3) và (4) suy ra:$\left\{ \begin{gathered} {v_0} = \frac{{240}}{{49}}m/s \hfill \\ a = – 0,16m/{s^2} \hfill \\ \end{gathered} \right.$