Từ một khí cầu đang bay lên cao theo phương thẳng đứng với vận tốc không đổi bằng 5m/s, người ta thả nhẹ nhàng một vật nặng. Hỏi sau 2s, vật cách khí cầu bao xa? Tính chiều dài tổng cộng đường đi của vật trong 2s đó. Biết khi thả vật vận tốc khí cầu không đổi. Lấy g=10m/s2
Đáp án:
Khoảng cách giữa hai vật sau 2s là 20m
Tổng chiều dài mà vật nặng đi được là 13,75m
Giải thích các bước giải:
Chọn gốc tọa độ tại nơi thả vật, chiều dương hướng lên
Phương trình chuyển động của khí cầu và vật là:
$\begin{array}{l}
{h_1} = vt = 5t\\
{h_2} = vt – \dfrac{1}{2}g{t^2} = 5t – 5{t^2}
\end{array}$
Khoảng cách giữa hai vật sau 2s là:
$\Delta h = \left| {{h_1} – {h_2}} \right| = 5{t^2} = {5.2^2} = 20m$
Thời gian để vật đạt được độ cao cực đại là:
$v = {v_o} – g{t_1} = 0 \Rightarrow {t_1} = \dfrac{{{v_o}}}{g} = \dfrac{5}{{10}} = 0,5s$
Tổng chiều dài vật đi được là:
$l = v{t_1} + \dfrac{1}{2}g{t_2}^2 = 5.0,5 + \dfrac{1}{2}.10.1,{5^2} = 13,75m$