Câu hỏi 2 (Trang 28 SGK Vật lí 10, Bộ Kết Nối Tri Thức):

1.Hãy xác định vận tốc của hành khách đối với mặt đường nếu người này

chuyển động về cuối đoàn tàu với vận tốc có cùng độ lớn 1 m/s.

- Theo dữ kiện ở phần lí thuyết, đoàn tàu đang chuyển động thẳng với vận tốc trung

bình là 36 km/h = 10 m/s.

Gọi:

${\overrightarrow{v}}_{1,3}$ là vận tốc của hành khách so với mặt đường.

${\overrightarrow{v}}_{1,2}$ là vận tốc của hành khách so với tàu.

${\overrightarrow{v}}_{2,3}$ là vận tốc của tàu so với mặt đường.

Ta có: ${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,3} = {\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,2} + {\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{2,3}$

Vì chiều của hành khách đi ngược lại so với chiều của tàu chạy nên

 ${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,2} \mathrm{ngược} \mathrm{chiều} {\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{2,3}$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của đoàn tàu.

Vận tốc của hành khách đối với mặt đường nếu người này chuyển động về cuối

đoàn tàu với vận tốc có độ lớn 1 m/s là: ${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,3} = -{\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,2} + {\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{2,3} = -1 + 10 = 9 (\mathrm{m}/\mathrm{s})$

2. Một người bơi trong bể bơi yên lặng có thể đạt tới vận tốc 1 m/s. Nếu người này

bơi xuôi dòng sông có dòng chảy với vận tốc 1 m/s thì có thể đạt vận tốc tối đa là

bao nhiêu?

Gọi:

${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,2}$ là vận tốc của người so với nước

${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{2,3}$ là vận tốc của nước so với bờ sông

${\overrightarrow{v}}_{1,3}$ là vận tốc của người so với bờ sông.

Vì các chuyển động trên đều là chuyển động thẳng theo hướng của người bơi.

Nên người này bơi xuôi dòng sông có dòng chảy với vận tốc 1 m/s thì có thể đạt vận

tốc tối đa là: ${\mathrm{v}}_{1,3} = {\mathrm{v}}_{1,2} + {\mathrm{v}}_{2,3} = 1 +\hspace{0.17em}1 = 2 (\mathrm{m}/\mathrm{s})$

3. Một ca nô chạy hết tốc lực trên mặt nước yên lặng có thể đạt 21,5 km/h.

Ca nô này chạy xuôi dòng sông trong 1 giờ rồi quay lại thì phải mất 2 giờ nữa

mới về tới vị trí ban đầu. Hãy tính vận tốc chảy của dòng sông.

Gọi:

${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,2}$ là vận tốc của ca nô so với nước

${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{2,3}$ là vận tốc của nước so với bờ

${\overrightarrow{\mathrm{v}}}_{1,3}$ là vận tốc của ca nô so với bờ.

Khi ca nô đi xuôi dòng, ta có: ${\mathrm{v}}_{1,3} = {\mathrm{v}}_{1,2} + {\mathrm{v}}_{2,3} = 21,5 + {\mathrm{v}}_{2,3} \left(1\right)$

Khi ca nô đi ngược dòng, ta có:

 ${\mathrm{v}}_{1,3} = {\mathrm{v}}_{1,2} - {\mathrm{v}}_{2,3} = 21,5 - {\mathrm{v}}_{2,3}\Rightarrow \mathrm{d} = (21,5 - {\mathrm{v}}_{2,3}).{\mathrm{t}}_2 = (21,5 - {\mathrm{v}}_{2,3}).2 \left(2\right)$

$\Rightarrow 3{\mathrm{v}}_{2,3} = 21,5 \Rightarrow {\mathrm{v}}_{2,3} = 7,17 \mathrm{km}/\mathrm{h}$

Vậy vận tốc chảy của dòng sông là 7,17 km/h.