Bài 3: Chuyển động đều - Chuyển động không đều

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Định nghĩa

- Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian.

- Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian.

2. Vận tốc trung bình của chuyển động không đều : Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một quãng đường được tính bằng công thức : \(v_{tb}=\frac{s}{t}\), trong đó s là quãng đường đi được, t là thời gian để đi hết quãng đường đó.

Lưu ý : Chuyển động không đều là chuyển động thường gặp hang ngày của các vật. Trong chuyển động không đều, vận tốc thay đổi theo thời gian. Chẳng hạn ô tô, xe máy chuyển động trên đường, vận tốc liên tục thay đổi thể hiện ở số chỉ tốc kế.

- Khi đề cập đến chuyển động không đều, người ta thường đưa ra khái niệm vận tốc trung bình : \(v_{tb}=\frac{s}{t}\)

- Vận tốc trung bình trên những đoạn đường khác nhau thường có giá trị khác nhau, vì vậy phải nêu rõ vận tốc trung bình trên đoạn đường cụ thể (hoặc trong thời gian cụ thể).

- Vận tốc trung bình không phải là trung bình cộng của các vận tốc.

Ví dụ : Nếu một vật chuyển động được hai đoạn đường liên tiếp s₁ với vận tốc v₁ trong khoảng thời gian t₁ và s₂ với vận tốc v₂ trong khoảng thời gian là t_2,  thì vận tốc trung bình trên cả quãng đường là \(v_{tb}=\frac{s_{1}+s_{2}}{t_{1}+t_{2}}\) chứ không phải là : \(v_{tb}=\frac{v_{1}+v_{2}}{2}\) .

GIẢI BÀI TẬP

Bài C1 - Trang 12 - SGK Vật lí 8

Thả một bánh xe lăn trên máng nghiêng AD và máng ngang DF (H.3.1)Theo dõi chuyển động của trục bánh xe và ghi quãng đường trục bánh xe đi được sau những khoảng 3 giây liên tiếp, ta được kết quả ở bảng 3.1

Tên quãng đường	AB	BC	CD	DE	EF
Chiều dài quãng đường s(m)	0,05	0,15	0,25	0,3	0,3
Thời gian chuyển động t(s)	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0

Trên quãng đường nào, chuyển động của trục bánh xe là chuyển động đều, không đều ?

Hướng dẫn.

Chuyển động của trục bánh xe trên máng nghiêng là chuyển động không đều vì trong cùng khoảng thời gian t = 3s, trục lăn được quãng đường AB, BC, CD không bằng nhau và tăng dần, còn trên đoạn DE, EF là chuyển động đều vì trong khoảng thời gian 3s, trục lăn được những quãng đường bằng nhau.

Bài C2 - Trang 12 - SGK Vật lí 8

Trong những chuyển động sau đây ? Chuyển động nào là chuyển động đều, không đều ?

a) Chuyển động của đầu cánh quạt máy khi quạt đang chạy ổn định.

b) Chuyển động của ôtô khi khởi hành.

c) Chuyển động của xe đạp khi xuống dốc.

d) Chuyển động của tàu hỏa khi vào ga.

Hướng dẫn.

a) Là chuyển động đều.

b), c), d) là chuyển động không đều.

Bài C3 - Trang 12 - SGK Vật lí 8

Hãy tính độ lớn của vận tốc trung bình của trục bánh xe trên mỗi quãng đường từ A đến D. Trục bánh xe chuyển động nhanh lên hay chậm dần đi ?

Hướng dẫn.

Tính vận tốc trung bình trên quãng đường AB, BC, CD.

v_AB = 0,017 m/s ; v_BC = 0,05 m/s ; v_CD = 0,08 m/s.

Từ A đến D : Chuyển động của trục bánh xe là nhanh dần.

Bài C4 - Trang 12 - SGK Vật lí 8

Chuyển động của ôtô chạy từ Hà Nội về Hải Phòng là đều hay không đều ? Tại sao? Khi ôtô chạy từ Hà Nội tới Hải Phòng với vận tốc 50 km/h là nói tới vận tốc nào ?

Hướng dẫn.

Chuyển động của ôtô từ Hà Nội đến Hải Phòng là chuyển động không đều, Khi ôtô chạy từ Hà Nội tới Hải Phòng với vận tốc 50 km/h là nói tới vận tốc trung bình.

Bài C5 - Trang 13 - SGK Vật lí 8

 Một người đi xe đạp xuống một cái dốc dài 120m hết 30s. Khi hết dốc, xe lăn tiếp quãng đường nằm ngang dài 60m trong 24s rồi dừng lại. Tính vận tốc trung bình của xe trên quãng đường xuống dốc, trên quãng đường nằm ngang và trên cả hai quãng đường.

Hướng dẫn.

\(v_{tb_{1}}=\frac{120}{30}=4m/s\) ,  \(v_{tb_{2}}=\frac{60}{24}=2,5m/s\)

Vậy vận tốc trung bình trên cả hai quãng đường là :

                                         \(v_{tb}=\frac{120+60}{30+24}=3,3\) m/s.

Bài C6 - Trang 13 - SGK Vật lí 8

Một đoàn tàu chuyển động trong 5 giờ với vận tốc trung bình là 30 km/h.

Tính quãng đường tàu đi được.

Hướng dẫn.

Quãng đường tàu đi được s = v_tb.t = 30.5 = 150 km