Giải Vật lí 10 trang 41 Cánh diều

Với Giải Vật lí 10 trang 41 trong Bài tập chủ đề 1 Vật lí lớp 10 Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật lí 10 trang 41.

Giải Vật lí 10 trang 41 Cánh diều

Bài 1 trang 41 Vật Lí 10: Trái Đất quay quanh Mặt Trời ở khoảng cách 150 000 000 km.

a) Phải mất bao lâu để ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất? Biết tốc độ ánh sáng trong không gian là 3,0.10⁸ m/s.

b) Tính tốc độ quay quanh Mặt Trời của Trái Đất. Giải thích tại sao đây là tốc độ trung bình, không phải là vận tốc của Trái Đất.

Lời giải:

a) Đổi 150 000 000 km = 150 000 000 000 m

Thời gian để ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất:

$t=\frac{s}{v}=\frac{150000000000}{{3.10}^8}=500\left(s\right)\approx 8,3$ phút 

b) Trái Đất quay quanh Mặt Trời với chu kì là 365 ngày (năm thường, không xét năm nhuận).

T = 365 ngày = 365.24.60.60 = 31536000 (giây)

Tốc độ quay quanh Mặt Trời của Trái Đất:

$v=r\omega ={150.10}^9.\frac{2\pi }{31536000}=29885,775\left(m/s\right)$ 

Đây là tốc độ trung bình chứ không phải vận tốc của Trái Đất vì:

- Vận tốc được xác định bằng độ dịch chuyển trên khoảng thời gian thực hiện độ dịch chuyển ấy.

- Khi Trái Đất quay được một vòng quanh Mặt Trời thì độ dịch chuyển bằng 0 dẫn đến vận tốc của Trái Đất bằng 0.

Bài 2 trang 41 Vật Lí 10: Một người đi bằng thuyền với tốc độ 2,0 m/s về phía đông. Sau khi đi được 2,2 km, người này lên ô tô về phía bắc trong 15 phút với tốc độ 60 km/h. Bỏ qua thời gian chuyển từ thuyền lên ô tô.

Tìm:

a) Tổng quãng đường đã đi.

b) Độ lớn của độ dịch chuyển tổng hợp.

c) Tổng thời gian đi.

d) Tốc độ trung bình tính bằng m/s.

e) Độ lớn của vận tốc trung bình.

Lời giải:

a) Đổi đơn vị: 60 km/h = $\frac{50}{3}m/s$ và 15 phút = 900 giây; 2,2 km = 2200 m.

Quãng đường người này đi được khi đi về phía Bắc là:

$s_2=v_2{t}_2=\frac{50}{3}.900=15000\left(m\right)$ 

Tổng quãng đường đã đi là

S = s₁ + s₂ = 2200 + 15000 = 17200 (m)

b) Từ hình vẽ xác định độ dịch chuyển là độ dài cạnh huyền của tam giác vuông

$\Delta d=\sqrt{s_1^2+s_2^2}=\sqrt{{2200}^2+{15000}^2}\approx 15160,5\left(m\right)$ 

c) Thời gian người này đi được quãng đường s₁ là:

$t_1=\frac{s_1}{v_1}=\frac{2200}{2}=1100\left(s\right)$ 

Tổng thời gian di chuyển trên hai quãng đường s₁, s₂ là:

$t=t_1+t_2$ = 1100 + 900 = 2000 (s)

d) Tốc độ trung bình trên cả quãng đường đi là:

$v=\frac{s}{t}=\frac{s_1+s_2}{t_1+t_2}=\frac{17200}{2000}=8,6\left(m/s\right)$ 

e) Độ lớn của vận tốc trung bình:

$v=\frac{\Delta d}{\Delta t}=\frac{15160,5}{2000}=7,58\left(m/s\right)$

Bài 3 trang 41 Vật Lí 10: Hai người đi xe đạp theo một con đường thẳng. Tại thời điểm t = 0, người A đang đi với tốc độ không đổi là 3,0 m/s qua chỗ người B đang ngồi trên xe đạp đứng yên. Cũng tại thời điểm đó, người B bắt đầu đuổi theo người A. Tốc độ của người B tăng từ thời điểm t = 0,0 s đến t = 5,0 s, khi đi được 10 m. Sau đó người B tiếp tục đi với tốc độ không đổi là 4 m/s.

a) Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của người A, từ t = 0,0 s đến t = 12,0 s.

b) Khi nào người B đuổi kịp người A.

c) Người B đi được bao nhiêu mét trong khoảng thời gian đi với tốc độ không đổi (đến khi gặp nhau)?

Lời giải:

a) Vì độ dịch chuyển người A đi được tính theo công thức d = 3.t, ta có bảng sau:

t(s)	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
d(m)	0	3	6	9	12	15	18	21	24	27	30	33	36

Từ đây ta vẽ được đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của người A, từ t = 0 s đến t = 12 s.

b)

Người B đi từ t₁ = 0 s đến t₂ = 5 s và đi được quãng đường s₂ = 10m.

Vậy, trong thời gian từ t₁ = 0 s đến t₂ = 5 s thì người A đi được quãng đường là

s₁ = v₁.5 = 3.5 = 15 m.

Tính từ thời điểm t = 5 s người B đi với vận tốc không đổi v₂ = 4 m/s, người A vẫn đi với vận tốc 3 m/s.

Ta biểu diễn vị trí của hai người A và B qua sơ đồ như sau:

Giả sử người B đuổi kịp người A vào lúc t(s) tại vị trí C như sơ đồ.

Ta có: s_B – s_A = 5 ⇒ 4.t – 3.t = 5 ⇒ t = 5(s)

Vậy, kể từ lúc xuất phát tới khi người B đuổi kịp người A mất thời gian là:

t_B = 5 + 5 = 10s

c) Quãng đường người B đi được trong khoảng thời gian 5(s) (thời gian gặp người A) với tốc độ không đổi 4m/s là:

s_B = v₂.5 = 4.5 = 20 m.

Bài 4 trang 41 Vật Lí 10: Trước khi đi vào đường cao tốc, người ta làm một đoạn đường nhập làn để ô tô có thể tăng tốc. Giả sử rằng một ô tô bắt đầu vào một đoạn đường nhập làn với tốc độ 36 km/h, tăng tốc với gia tốc 4,0 m/s², đạt tốc độ 72 km/h khi hết đường nhập làn để bắt đầu vào đường cao tốc. Tính độ dài tối thiểu của đường nhập làn.

Lời giải:

Vận tốc ban đầu: v₀ = 36 km/h = 10 m/s

Vận tốc sau khi nhập làn: v = 72 km/h = 20 m/s

Độ dài tối thiểu của đường nhập làn:

$s=\frac{v^2-v_0^2}{2a}=\frac{{20}^2-{10}^2}{2.4}=37,5m$ 

Bài 5 trang 41 Vật Lí 10: Hai xe ô tô A và B chuyển động thẳng cùng chiều. Xe A đang đi với tốc độ không đổi 72 km/h thì vượt xe B tại thời điểm t = 0. Để đuổi kịp xe A, xe B đang đi với tốc độ 45 km/h ngay lập tức tăng tốc đều trong 10 s để đạt tốc độ không đổi 90 km/h. Tính:

a) Quãng đường xe A đi được trong 10 s đầu tiên, kể từ lúc t = 0.

b) Gia tốc và quãng đường đi được của xe B trong 10 s đầu tiên.

c) Thời gian cần thiết để xe B đuổi kịp xe A.

d) Quãng đường mỗi ô tô đi được, kể từ lúc t = 0 đến khi hai xe gặp nhau.

Lời giải:

Đổi đơn vị: 72 km/h = 20 m/s; 45 km/h = 12,5 m/s; 90 km/h = 25 m/s

a) Quãng đường xe A đi được trong 10 s đầu tiên, kể từ lúc t = 0:

s_A = v_A.t = 20.10 = 200 m.

b) Vận tốc ban đầu của xe B là v_1B = 12,5 m/s

Vận tốc sau khi xe B tăng tốc là v_2B = 25 m/s

Gia tốc xe B trong 10 s đầu tiên:

$a=\frac{v_{2B}-v_{1B}}{\Delta t}=\frac{25-12,5}{10}=1,25m/s^2$

Quãng đường xe B đi được trong 10 s đầu tiên:

$s=\frac{v_{2B}^2-v_{1B}^2}{2a}=\frac{{25}^2-12,5^2}{2.1,25}=187,5m$

c) Gọi thời gian cần thiết để xe B đuổi kịp xe A là t

Tính từ thời điểm t = 0, lúc xe A vượt xe B:

Quãng đường xe A di chuyển cho đến khi 2 xe gặp nhau là:

$s_1=v_A.t=20t\left(m\right)$

Quãng đường xe B di chuyển cho đến khi 2 xe gặp nhau là:

$s_2=v_{1B}.t+\frac{1}{2}{a}_B{t}^2=12,5t+\frac{1}{2}.1,25.t^2$

Do 2 xe di chuyển cùng chiều, không đổi hướng nên tính từ thời điểm t = 0 đến khi gặp nhau thì quãng đường di chuyển của 2 xe bằng nhau:

$s_1=s_2\iff 20t=12,5t+\frac{1}{2}.1,25.t^2\Rightarrow t=12s$

Vậy thời gian cần thiết là 12 giây (tính từ lúc xe A vượt xe B) để xe B đuổi kịp xe A.

d) Quãng đường xe A và xe B đi được khi đó: $s_1=s_2=20.12=240m$

Lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài tập chủ đề 1 Cánh diều hay khác:

• Giải Vật lí 10 trang 42

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 10 Bài 1: Lực và gia tốc

• Vật Lí 10 Bài 2: Một số lực thường gặp

• Vật Lí 10 Bài 3: Ba định luật Newton về chuyển động

• Vật Lí 10 Bài 4: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

• Vật Lí 10 Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Cánh diều
• Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---