Chương I: Công thức cộng vận tốc, tính tương đối của chuyển động
Tính tương đối của chuyển động là tính chất vật lý đặc trưng và gắn liền với mọi vật chuyển động. Tùy thuộc vào hệ quy chiếu gắn với người quan sát mà ta có thể thấy được vận tốc và quĩ đạo chuyển động của vật là khác nhau.
Chương I: Công thức cộng vận tốc, tính tương đối của chuyển động
1/ Tính tương đối của chuyển động
a/ Tính tương đối của vận tốc
Một người lái ô tô cầm một quả bóng trên tay, trong hệ quy chiếu gắn với mặt đường ta thấy quả bóng bay đang chuyển động (v ≠ 0), trong hệ quy chiếu gắn với người ngồi trên xe quả bóng đang đứng yên (v=0)
Bỏ qua các rung lắc nhỏ, trong hệ quy chiếu gắn với người ngồi trên xe, quả bóng được coi là đứng yên
b/ Tính tương đối của quĩ đạo chuyển động
Gắn với hệ quy chiếu là xe đang chuyển động, người quan sát ngồi trên xe sẽ thấy quĩ đạo rơi của quả bóng là thẳng đứng xuống dướiTrong hệ quy chiếu đứng yên gắn với đất, một người quan sát khác đang nhìn thấy quả bóng rơi xuống đất với quĩ đạo là một đường cong.
Trong hệ quy chiếu gắn với đất, người quan sát thấy quĩ đạo rơi của quả bóng có dạng đường cong
Video thí nghiệm của đại học MIT về tính tương đối của chuyển động
Mô tả thí nghiệm: một ống phóng bóng nhựa đẩy một vật lên cao. Trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất người quan sát thấy quĩ đạo của của bóng là một đường cong parabol có đỉnh hướng xuống dưới.
Hệ quy chiếu gắn với A chuyển động sẽ nhìn thấy quĩ đạo của quả bóng là thẳng, Hệ quy chiếu gắn B đứng yên trên mặt đất sẽ thấy quĩ đạo của quả bóng là đường cong.
2/ Công thức cộng vận tốc:
Để tính được vận tốc của vật trong các hệ quy chiếu khác nhau, các nhà vật lý đưa ra công thức cộng vận tốc được xác định bằng biểu thức
3/ Bài tập vật lý vận dụng công thức cộng vận tốc
Bài tập 1: Một chiếc thuyền chuyển động trên sông có vận tốc so với bờ là 10m/s, biết vận tốc dòng chảy của nước so với bờ là 2m/s. Tính vận tốc của thuyền so với nước trong hai trường hợp
a/ Thuyền chuyển động xuôi theo dòng nước.
b/ Thuyền chuyển động ngược dòng nước.
Hướng dẫn
- chọn bờ (3); thuyền (1); dòng nước là (2)
- Vận tốc của thuyền so với bờ là 10m/s => v13=10m/s
- Vận tốc của dòng nước so với bờ là 2m/s => v23=2m/s
- Tính vận tốc của thuyền so với nước => v12=?
ta có: −→v13=−→v12+−→v23v13→=v12→+v23→ => −→v12=−→v13−−→v23v12→=v13→−v23→
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của thuyền
a/ v12=v13 – v23=10 – 2=8m/s
b/ v12=v13 – (-v23)=10 + 2=12m/s
Bài tập 2: một chiếc xà lan trôi dọc theo dòng sông với vận tốc 4m/s so với bờ, một người trên xà lan chuyển động đi ngang xà lan với vận tốc 3m/s so với xà lan. Tính vận tốc của người đó so với bờ.
−→v13=−→v12+−→v23v13→=v12→+v23→
=> v13=√v212+v223=√32+42=5v13=v122+v232=32+42=5