Bài 5.4 trang 9, 10 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một người bơi dọc trong bể bơi dài 50 m. Bơi từ đầu bê đến cuối bể hết 20 s...

Một người bơi dọc trong bể bơi dài 50 m. Bơi từ đầu bê đến cuối bể hết 20 s, bơi tiếp từ cuối bể quay về đầu bể hết 22 s. Xác định tốc độ trung bình và vận tốc trung bình trong 3 trường hợp sau:

a) Bơi từ đầu để đến cuối bể.

b) Bơi từ cuối bể về đầu bể.

c) Bơi cả đi lẫn về.

Phương pháp giải :

Biểu thức tính tốc độ trung bình: v = \(\frac{s}{t}\)

Biểu thức tính vận tốc trung bình: v_tb = \(\frac{{\Delta x}}{{\Delta t}}\)

Trong đó:

+ v: tốc độ chuyển động của vật (m/s)

+ s: quãng đường đi được của vật (m)

+ t: thời gian đi được quãng đường s của vật (s)

+ \(\Delta x\): Độ dời

+ \(\Delta t\): thời gian chuyển động khoảng

Lời giải chi tiết:

Chọn trục Ox trùng với chiều dọc của bể bơi, gốc O là điểm xuất phát như hình vẽ:

a) Khi người đó bơi từ đầu bể đến cuối bể thì:

s = 50 m; độ dời \(\Delta {x_1}\) = +50 m; \(\Delta {t_1}\)= 20s

Tốc độ trung bình: v₁ = \(\frac{s}{{\Delta {t_1}}}\) = \(\frac{{50}}{{20}}\)= 2,5 m/s

v_tb1 = \(\frac{{\Delta {x_1}}}{{\Delta {t_1}}}\) = \(\frac{{50}}{{20}}\) = 2,5 m/s

b) Khi người đó bơi từ cuối bể về đầu bể thì:

s = 50 m; độ dời \(\Delta {x_2}\) = -50 m; \(\Delta {t_2}\) = 22s

Tốc độ trung bình: v₂ = \(\frac{s}{{\Delta {t_2}}}\) = \(\frac{{50}}{{22}}\) = 2,28 m/s

v_tb2 = \(\frac{{\Delta {x_2}}}{{\Delta {t_2}}}\) = \(\frac{{ - 50}}{{22}}\) = - 2,28 m/s

c) Khi người đó bơi cả đi lẫn về thì

s = 100 m; độ dời \(\Delta {x_3}\) = 0 m; \(\Delta {t_3}\) = 42s

Tốc độ trung bình: v₃ = \(\frac{s}{{\Delta {t_3}}}\) = \(\frac{{100}}{{42}}\) = 2,38 m/s

v_tb2 = \(\frac{{\Delta {x_3}}}{{\Delta {t_3}}}\) = \(\frac{0}{{42}}\) = 0 m/s