Bạn đã bao giờ tò mò về vận tốc và cách tính toán nó chưa? Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá về vận tốc, đơn vị đo vận tốc, và áp dụng những kiến thức này vào việc giải những bài tập thú vị. Hãy cùng Izumi.Edu.VN đi vào cuộc hành trình này nhé!
Đơn vị đo vận tốc
Trước khi đi vào chi tiết, hãy cùng tìm hiểu về đơn vị đo vận tốc. Trong vật lý, chúng ta sử dụng nhiều đơn vị để đo vận tốc, nhưng trong bài viết này, chúng ta chỉ tập trung vào hai đơn vị chính: “km/h” (kilômét trên giờ) và “m/s” (mét trên giây).
Bạn đang xem: Bài 2: Vận tốc – Khám phá cuộc sống tốc độ!
-
“km/h” được sử dụng để đo vận tốc của những phương tiện di chuyển trên đường bộ, như ô tô, xe máy, tàu hỏa… Ví dụ: Ô tô di chuyển với vận tốc 60km/h có nghĩa là ô tô di chuyển 60 kilômét trong một giờ.
-
“m/s” thường được sử dụng trong nghiên cứu khoa học và các bài toán vật lý tổng quát. Đơn vị này chỉ ra rằng một vật di chuyển một mét trong một giây. Ví dụ: Nếu một người chạy với vận tốc 5m/s, có nghĩa là người đó di chuyển 5 mét trong một giây.
Bây giờ, chúng ta đã có định nghĩa cơ bản về đơn vị đo vận tốc, hãy cùng áp dụng kiến thức này vào việc giải những bài toán thú vị.
Giải các bài toán về vận tốc
Bài 2.1: Đơn vị đo vận tốc
Trong các đơn vị sau đây, đơn vị nào là đơn vị vận tốc?
A. km/h
B. m/s
C. Km/h
D. s/m
Lời giải: Đáp án là C. Vận tốc được tính bằng quãng đường chia cho thời gian, vì vậy đơn vị của vận tốc là km/h.
Bài 2.2: So sánh vận tốc
Chuyển động của phân tử hidro ở 0°C có vận tốc 1692m/s, của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất có vận tốc 28800km/h. Hỏi chuyển động nào nhanh hơn?
Lời giải: Ta có:
- Vận tốc của phân tử hidro ở 0°C: 1692m/s
- Vận tốc của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất: 28800km/h
Vậy vận tốc của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất nhanh hơn vận tốc của phân tử hidro ở 0°C.
Bài 2.3: Tính vận tốc của ôtô
Một ôtô khởi hành từ Hà Nội lúc 8h, đến Hải Phòng lúc 10h. Cho biết đường Hà Nội – Hải Phòng dài 100km. Hãy tính vận tốc của ôtô theo đơn vị km/h và m/s.
Lời giải:
- Thời gian ôtô đi từ Hà Nội đến Hải Phòng là: t = 10h – 8h = 2h
- Quãng đường ôtô đi là: s = 100km
Vận tốc của ôtô (theo km/h) là: v = s/t = 100km/2h = 50km/h
Để đổi sang đơn vị m/s, ta có:
- 1km = 1000m
- 1h = 3600s
Vận tốc của ôtô (theo m/s) là: v = (100km 1000) / (2h 3600) = 13,89m/s
Bài 2.4: Tính thời gian bay của máy bay
Một máy bay với vận tốc 800km/h từ Hà Nội đến Thành phố Hồ Chí Minh. Nếu đường bay Hà Nội – Thành phố Hồ Chí Minh dài 1400km, thì máy bay phải bay trong bao lâu?
Lời giải:
- Vận tốc của máy bay: v = 800km/h
- Quãng đường máy bay bay được là: s = 1400km
Thời gian máy bay bay là: t = s/v = 1400km / 800km/h = 1,75h = 1 giờ 45 phút
Bài 2.5: So sánh vận tốc của hai người đi xe đạp
Hai người đi xe đạp. Người thứ nhất đi quãng đường 300m trong 1 phút. Người thứ hai đi quãng đường 7,5km trong 0,5h.
a) Người nào đi nhanh hơn?
b) Nếu hai người cùng khởi hành một lúc và đi cùng chiều thì sau 20 phút, hai người cách nhau bao nhiêu km?
Lời giải:
-
Người thứ nhất:
- Quãng đường: s1 = 300m
- Thời gian: t1 = 1 phút = 60s
-
Người thứ hai:
- Quãng đường: s2 = 7,5km = 7500m
- Thời gian: t2 = 0,5h = 1800s
a) So sánh vận tốc của hai người:
- Vận tốc của người thứ nhất: v1 = s1/t1 = 300m/60s = 5m/s
- Vận tốc của người thứ hai: v2 = s2/t2 = 7500m/1800s = 4,17m/s
Vì v1 > v2, nên người thứ nhất đi nhanh hơn người thứ hai
b) Tính khoảng cách giữa hai người sau 20 phút:
- Khoảng thời gian: t = 20 phút = 1200s
- Vận tốc của người thứ nhất: v1 = 5m/s = 18km/h
- Vận tốc của người thứ hai: v2 = 4,17m/s = 15km/h
Sau thời gian 20 phút, người thứ nhất đi được quãng đường là: s1 = v1 x t = 18km/h x 1/3 = 6km
Sau thời gian 20 phút, người thứ hai đi được quãng đường là: s2 = v2 x t = 15km/h x 1/3 = 5km
Sau thời gian 20 phút, người thứ nhất vượt và cách người thứ hai một đoạn đường là: s = s1 – s2 = 6km – 5km = 1km
Bài 2.6: Tính thời gian ánh sáng truyền từ Mặt Trời tới sao Kim
Khoảng cách từ sao Kim đến Mặt Trời bằng 0,72 đơn vị thiên văn (đvtv). Biết 1 đvtv = 150000000km, vận tốc ánh sáng bằng 300000km/s. Hãy tính thời gian ánh sáng truyền từ Mặt Trời tới sao Kim.
Lời giải:
- Khoảng cách từ sao Kim đến Mặt Trời: S = 0,72 đvtv = 0,72 x 150000000km = 108000000km
- Vận tốc của ánh sáng: v = 300000km/s
Thời gian ánh sáng truyền từ Mặt Trời tới sao Kim: t = S/v = 108000000km / 300000km/s = 360s = 6 phút
Bài 2.7: Tính số vòng quay của bánh xe
Bánh xe của một ôtô du lịch có bán kính 25cm. Nếu chạy xe với vận tốc 54km/h, số vòng quay của mỗi bánh xe trong 1 giờ là:
A. 3439,5
B. 1719,7
C. 34395
D. 17197
Lời giải: Đáp án là C. Bán kính của bánh xe: r = 25cm = 0,25m.
Quãng đường mà bánh xe đi được trong 1 giờ: S = v.t = 54km/h = 54000m.
Chu vi một vòng quay: C = 2πr = 2π(0,25m) ≈ 1,57m.
Một vòng quay của bánh xe làm xe đi được đoạn đường S1 = C = 1,57m.
Vậy nếu đi hết đoạn đường S = 54000m thì số vòng quay của bánh xe là: n = S/S1 = 54000/1,57 ≈ 34395.
Bài 2.8: Tính bán kính quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời
Trái Đất quay quanh Mặt Trời một vòng trong thời gian một năm (trung bình là 365 ngày). Biết vận tốc quay của Trái Đất bằng 108000km/h. Lấy π ≈ 3,14 thì giá trị trung bình bán kính quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời là:
A. 145000000 km.
B. 150000000 km.
C. 150649682 km.
D. 149300000 km.
Lời giải: Đáp án là C.
Đổi t = 1 năm = 365 ngày = 365 x 24h = 8760 h.
Chiều dài 1 vòng mà Trái Đất quay quanh 1 năm: S = v.t = 108000km/h x 8760h = 946080000 km.
Bán kính Trái Đất: R = S / (2π) = 946080000 km / (2π) ≈ 150649682 km.
Bài 2.9: Tính thời gian để mô tô đuổi kịp ôtô
Một ôtô rời bến lúc 6h với vận tốc 40km/h. Lúc 7h, cũng đi từ bến trên, một người đi mô tô đuổi theo với vận tốc 60km/h. Mô tô sẽ đuổi kịp ôtô lúc:
A. 8h
B. 8h30 phút
C. 9h
D. 7h40 phút
Lời giải: Đáp án là C.
Vì ô tô rời bến lúc 6h nên lúc 7h ôtô đi được 1 giờ với quãng đường là: S = v.t = 40km/h x 1h = 40km.
Thời gian mô tô đi để đuổi kịp ôtô: t = S / v = 40km / 60km/h = 0,67h ≈ 40 phút.
Vậy mô tô sẽ đuổi kịp ôtô lúc: 7h + 0,67h ≈ 9h.
Bài 2.10: Sắp xếp vận tốc theo thứ tự
Hãy sắp xếp các vận tốc sau đây theo thứ tự từ nhỏ đến lớn hơn.
- Vận tốc tàu hỏa: 54km/h
- Vận tốc chim đại bàng: 24m/s
- Vận tốc bơi của một con cá: 6000cm/phút
- Vận tốc quay của Trái Đất quanh Mặt Trời: 108000km/h
Lời giải: Các vận tốc từ nhỏ đến lớn là:
- Vận tốc chim đại bàng: 24m/s
- Vận tốc bơi của một con cá: 6000cm/phút (tương đương 1m/s)
- Vận tốc tàu hỏa: 54km/h (tương đương 15m/s)
- Vận tốc quay của Trái Đất quanh Mặt Trời: 108000km/h (tương đương 30000m/s)
Vậy thứ tự các vận tốc là: 24m/s < 1m/s < 15m/s < 30000m/s.
Bài 2.11: Tính khoảng cách từ người đến vách núi
Trong đêm tối từ lúc thấy tia chớp sáng chói đến khi nghe thấy tiếng bom nổ khoảng 15 giây. Hỏi chỗ bom nổ cách người quan sát bao xa? Biết vận tốc truyền âm thanh trong không khí bằng 340 m/s.
Lời giải: Khoảng cách từ người đến vách núi là:
- Thời gian từ lúc thấy tia chớp sáng chói đến khi nghe thấy tiếng bom nổ: t = 15s
- Vận tốc truyền âm thanh trong không khí: v = 340m/s
Khoảng cách từ người đến vách núi là: s = v.t = 340m/s x 15s = 5100m = 5,1km.
Bài 2.12: Tính vận tốc của ôtô so với tàu hỏa
Một ôtô chuyển động thẳng với vận tốc 54km/h và một tàu hỏa đang chuyển động theo phương chuyển động của ôtô với vận tốc 36 km/h. Xác định vận tốc của ôtô so với tàu hỏa trong hai trường hợp sau:
a) Ôtô chuyển động ngược chiều với tàu hỏa.
b) Ôtô chuyển cùng chiều với tàu hỏa.
Lời giải:
a) Sau thời gian t:
- Ôtô đi được đoạn đường là: S1 = v1.t
- Tàu hỏa đi được đoạn đường là: S2 = v2.t
Vì ôtô chuyển động ngược chiều với tàu hỏa nên quãng đường của ôtô so với tàu hỏa là: S12 = S1 + S2 = (v1 + v2).t
Vậy vận tốc của ô tô so với tàu hỏa khi ô tô chuyển động ngược chiều với tàu hỏa là: v = v1 + v2 = 54km/h + 36km/h = 90km/h
b) Vì ôtô chuyển động cùng chiều với tàu hỏa nên quãng đường của ôtô so với tàu hỏa là: S12 = S1 – S2 = (v1 – v2).t
Vận tốc của ô tô so với tàu hỏa khi ô tô chuyển động cùng chiều với tàu hỏa là: v = v1 – v2 = 54km/h – 36km/h = 18km/h
Bài 2.13: So sánh vận tốc của hai người
Hai người đi xe đạp cùng khởi hành một lúc và chuyển động thẳng cùng chiều. Ban đầu họ cách nhau 0,48km. Người thứ nhất đi với vận tốc 5m/s và sau 4 phút thì đuổi kịp người thứ hai. Tính vận tốc của người thứ hai.
Lời giải:
- Quãng đường ban đầu giữa hai người: s = 0,48km = 480m
- Người thứ nhất:
- Vận tốc: v1 = 5m/s
- Thời gian để đuổi kịp người thứ hai: t = 4 phút = 240s
Vận tốc của người thứ hai được tính bằng công thức vận tốc = quãng đường / thời gian:
v2 = s / t = 480m / 240s = 2m/s
Vậy vận tốc của người thứ hai là 2m/s.
Bài 2.14: Tính khoảng cách từ người đến vách núi
Một người đứng gần vách núi đá và gọi to hướng về phía núi thì thấy khoảng thời gian từ lúc gọi đến lúc nghe được tiếng vọng lại là 2 giây. Biết vận tốc truyền âm thanh trong không khí là 340m/s. Hỏi khoảng cách từ người đó đến vách núi là bao nhiêu?
A. 680m.
B. 340m.
C. 170m.
D. 85m.
Lời giải: Đáp án là B.
Ta biết thời gian từ lúc gọi đến lúc nghe được tiếng vọng lại là 2 giây, nghĩa là thời gian phát ra âm trực tiếp từ người đến vách núi là 1 giây. Khoảng cách từ người đó đến vách núi là: s = v.t = 340m/s x 1s = 340m.
Bài 2.15: Tính vận tốc của hai xe
Hai ô tô cùng khởi hành và chuyển động thẳng đều và ngược chiều nhau. Vận tốc của xe thứ nhất gấp 1,2 lần vận tốc của xe thứ hai. Ban đầu hai xe cách nhau 198 km và sau 2 giờ thì hai xe gặp nhau. Tính vận tốc của hai xe?
Lời giải:
Gọi v1, v2 lần lượt là vận tốc của xe thứ nhất và xe thứ hai.
Mỗi giờ hai xe lại gần nhau 1 khoảng: v1 + v2 = 1,2v2 + v2 = 2,2v2.
Sau 2 giờ, 2 xe gặp nhau nên ta có: 2,2v2 x 2 = 198
=> v2 = 45km/h và v1 = 54km/h.
Chúc mừng! Bạn đã vượt qua những bài tập về vận tốc một cách xuất sắc. Hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm vận tốc và cách áp dụng nó vào thực tế. Hãy tiếp tục rèn luyện kỹ năng và thực hành để trở thành một chuyên gia về vật lý. Đừng quên truy cập Izumi.Edu.VN để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức hữu ích khác nhé!
Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu lý
