Tính Tương Đối Của Chuyển Động
Tính tương đối của chuyển động là vấn đề khá trừu tượng với các bạn. Hôm nay mình xin cụ thể nó một cách rõ ràng nhất! Chúc các bạn có một buổi tối vui vẻ (mình viết vào buổi tối)
Bài toán quen thuộc nhất với chúng ta ở đây đó là chuyển động của hạt mưa rơi thẳng đứng và chuyển động xe
Nếu ta ngồi trong xe thì thấy hạt mưa bay xiên chéo hướng về phía chúng ta, còn nếu đứng bên đường ta lại thấy hạt mưa rơi thẳng xuống.
Vậy tại sao lại thế. Xin được giải thích như sau!
Hình bên dưới ta có: V1 là vận tốc của B (hạt mưa) so với bên đường, V2 là vận tốc của A(xe- người) so với bên đường.
Đối với xe (hoặc người ngồi trong xe nhìn ra ngoài) thì thấy hạt mưa bay xiên chéo hướng về phía xe (người quan sát trong xe). Khi đó ta coi xe (người ngồi trong xe) là đứng yên (chúng ta - xe làm mốc) và hạt mưa chuyển động.
Để đơn giản sự việc ta gọi điểm A là xe, B là hạt mưa, C là một vật bên đường hoặc chính mặt đường!
Khi ta coi A đứng yên thì mặt đường khi đó sẽ chuyển động ngược lại so với xe A.
Khi đó tại B sẽ phát sinh ra thêm một chuyển động nữa vì cái mốc C không còn cố định nữa rồi.
Kiểu như cô B yêu anh C, khi anh C còn cố định thì cô B chạy đến anh C một vận tốc V1 nhưng tiếc rằng anh C lại chạy về phía cô A nên cô B muốn đuổi được anh C thì buộc phải bẻ CĐ của mình sao cho gặp được anh C. Tóm lại cô B phải tham gia 2 CĐ! 1 là tham gia chuyển động ban đầu dự kiến 2 là chuyển động đuổi theo anh C.Để rõ hơn chúng ta xem hình sau: Các bạn lưu ý điểm A đã bị loại đi vận tốc vì lúc này nó đứng yên
Do đó ta ngồi trong xe xẽ thấy giọt nước mưa chuyển động xiên chéo theo phương của vận tốc VBA hợp với phương thẳng đứng một góc α sao cho tan α = V2 /V1 . Độ lớn VBA= V2/sinα hoặc
VBA= V1/cos.
Ví dụ 1: nếu cho vận tốc của xe là 30 km/h so với mặt đường, của giọt nước mưa so với mặt đường là 40km/h, mưa rơi thẳng đứng. Tính vận tốc và góc xiên chéo của giọt nước mưa so với phương thẳng đứng.
Giải:
Theo bài toán trên thì ta có:
Góc tạo bởi vận tốc VBA và phương thẳng đứng là
tan α = 30/40 suy ra tan α=3/4 ta suy ra góc α là α = arc(tan3/4)
Suy ra độ lớn vận tốc của B so với A lúc này là: VBA = 30/ sin (arc(tan3/4)) = 50 km/h.
Các bạn cũng có thể lấy: VBA = 40/cos( arc(tan3/4))=50
Trên máy tính bỏ túi thì các bạn tính arc chính là tan-1
Để bấm được ta chỉ cần bấm SHIPT + Tan sẽ ra tan-1
ví dụ arc (sin 0,5) = 300 không biết nữa thì lên google.com.vn
Còn về phía người đứng ở ngoài hay bên lề đường bản thân người đó coi mình đứng im như vật C dẫn đến người này sẽ nhìn thấy hạt mưa rơi vuông góc với chiếc xe mà thôi!
Tiếp theo chúng ta xét bài toán chung đó là bài toán 3 điểm bất kỳ chuyển động tương đối với nhau, có lẽ bài toán này là tổng quát nhất rồi nên ở đây mình xin nói kỹ!
Trước hết ta xét hình sau:
Khi đó nếu chọn lần lượt A , B làm mốc thì ta có"
Bài tập:
Một
người muốn chèo thuyền qua sông có dòng nước chảy. Nếu người ấy chèo thuyền
theo vị trí từ A sang B thì sau thời gian t1 = 10p thuyền sẽ sang đến
vị trí C cách B một khoảng a = 120m. Nếu người ấy chèo thuyền về phía trước ngược
dòng 1 góc α thì sau t2 = 12,5p thuyền sẽ đến đúng vị trí của B. Coi vận tốc
của thuyền đối với dòng nước không đổi.
a/ Bề rộng
của con sông là bn?
b/ Vận tốc
của thuyền đối với dòng nước
c/ Vận tốc
u của dòng nước đối với bờ sông
d/ tính
góc α
Hình vẽ mô tả:
