Một xe mở máy chuyển động nhanh dần. Trên đoạn đường 1 km đầu nó có gia tốc \( {{a}_{1}} \), trên đoạn đường 1 km sau, nó có gia tốc \( {{a}_{2}} \). Biết rằng trên đoạn đường thứ nhất vận tốc tăng lên \( \Delta v \), còn trên đoạn đường thứ hai vận tốc chỉ tăng được \( \Delta {v}’=\frac{1}{2}\Delta v \).
Hỏi gia tốc trên đoạn đường nào lớn hơn?
Hướng dẫn giải:
– Gọi \( {{v}_{0}} \) là vận tốc đầu, \( {{v}_{1}} \) là vận tốc cuối kilomet đầu, \( {{v}_{2}} \) là vận tốc cuối kilomet sau. Ta có:
+ Trên đoạn đường 1 km đầu: \( {{a}_{1}}=\frac{v_{1}^{2}-v_{0}^{2}}{2{{s}_{1}}}=\frac{({{v}_{1}}-{{v}_{0}})({{v}_{1}}+{{v}_{0}})}{2.1000} \)
+ Trên đoạn đường 1 km sau: \( {{a}_{2}}=\frac{v_{2}^{2}-v_{1}^{2}}{2{{s}_{2}}}=\frac{({{v}_{2}}-{{v}_{1}})({{v}_{2}}+{{v}_{1}})}{2.1000} \)
– Vì \( {{v}_{1}}-{{v}_{0}}=\Delta v;\text{ }{{v}_{2}}-{{v}_{1}}=\frac{1}{2}\Delta v \)
\( \Rightarrow {{a}_{1}}=\frac{\Delta v({{v}_{1}}+{{v}_{0}})}{2000} \) (1)
\( \Rightarrow {{a}_{2}}=\frac{\Delta v}{2}.\frac{{{v}_{2}}+{{v}_{1}}}{2000}=\frac{\Delta v({{v}_{2}}+{{v}_{1}})}{4000} \) (2)
\(\Rightarrow \frac{{{a}_{2}}}{{{a}_{1}}}=\frac{\Delta v({{v}_{2}}+{{v}_{1}})}{4000}.\frac{2000}{\Delta v({{v}_{1}}+{{v}_{0}})}=\frac{{{v}_{2}}+{{v}_{1}}}{2({{v}_{1}}+{{v}_{0}})}\)
– Từ dữ kiện “xe mở máy”: \( {{v}_{0}}=0 \), xe chuyển động nhanh dần: \( {{v}_{2}}>{{v}_{1}} \) ta được:
\( \frac{{{a}_{2}}}{{{a}_{1}}}=\frac{{{v}_{2}}+{{v}_{1}}}{2{{v}_{1}}}>1\Rightarrow {{a}_{2}}>{{a}_{1}} \)
Vậy, gia tốc trên đoạn đường sau lớn hơn gia tốc trên đoạn đường đầu.
Hỏi Đáp Vật Lý! được xây dựng trên WordPress