Một vật được ném lên theo phương thẳng đứng từ độ cao 300m so với mặt đất, với vận tốc ban đầu là v0=30m/s. Xác định tọa độ của vật, vận tốc v của nó ở thời điểm t=10s kể từ lúc ném? Lúc đó vật đi lên hay đi xuống ? Tính quãng đường vật đi được trog khoảng thời gian này ? Lấy g=10m/s2
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
x = 100m\\
v = 70m/s\\
s = 290m
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
Chọn gốc tọa độ tại mặt đất.
Chọn chiều dương từ dưới lên.
Gốc thời gian là lúc ném vật lên.
Phương trình chuyển động của vật là:
\(x = {x_0} + {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} = 300 + 30t – 5{t^2}\)
Vị trí của vật lúc t=10s là:
\(x = 300 + 30t – 5{t^2} = 300 + 30.10 – {5.10^2} = 100m\)
Thời gian vật đạt độ cao lớn nhất là:
\(\begin{array}{l}
v = {v_0} + at\\
\Rightarrow 0 = 30 – 10t\\
\Rightarrow t = 3s
\end{array}\)
Suy ra lúc t=10s, vật lên độ cao lớn nhất rồi đi xuống dưới 7s.
Vận tốc của vật lúc t=10s là:
v=gt=10.7=70m/s
Quảng đường vật đi được trong 3s đầu để lên độ cao lớn nhất là:
\({s_1} = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} = 30.3 + \dfrac{1}{2}( – 10){.3^2} = 45m\)
Quảng đường vật đi được trong 7s cuối là:
\({s_2} = \dfrac{1}{2}g{t^2} = \dfrac{1}{2}{.10.7^2} = 245m\)
Tổng quảng đường vật đi được là:
\(s = {s_1} + {s_2} = 45 + 245 = 290m\)