Tính tương đối của chuyển động, công thức cộng vận tốc, vật lí 10

Tính tương đối của chuyển động, công thức cộng vận tốc

1/ Tính tương đối của chuyển động

a/ Tính tương đối của vận tốc

Chọn hệ qui chiếu gắn với ô tô: bạn sẽ quan sát thấy tô bắp rang bơ đang ngồi yên không chuyển động so với sàn ô tô. Chọn hệ qui chiếu đối với mặt đường tô bắp rang bơ đang chuyển động cùng với chuyển động của ô tô.

Tính tương đối của chuyển động, công thức cộng vận tốc, vật lí 10

Kết luận: vận tốc của chuyển động có tính tương đối, vận tốc trong các hệ qui chiếu khác nhau là khác nhau.

b/ Tính tương đối của quĩ đạo chuyển động

Người đó tiến hành thả quả bóng xuống mặt đất, trong hệ quy chiếu gắn với xe đang chuyển động, người quan sát thấy quả bóng có quĩ đạo rơi từ trên xuống theo phương thẳng đứng.

 

Tính tương đối của chuyển động, công thức cộng vận tốc, vật lí 10
quả bóng đang rơi theo phương thẳng đứng xuống dưới đối với người ngồi trên ô tô
Tính tương đối của chuyển động, công thức cộng vận tốc, vật lí 10
Quỹ đạo quả bóng là đường parabol đối với người quan sát đứng trên mặt đất
Kết luận: quỹ đạo của chuyển động có tính tương đối, quỹ đạo trong các hệ qui chiếu khác nhau là khác nhau
Từ tính tương đối của vận tốc và tính tương đối của quỹ đạo → chuyển động cơ học có tính tương đối

2/ Công thức cộng vận tốc:

Để tính được vận tốc của vật trong các hệ quy chiếu khác nhau, các nhà vật lí đưa ra công thức cộng vận tốc được xác định bằng biểu thức

\[\overrightarrow{v_{13}}=\overrightarrow{v_{12}}+\overrightarrow{v_{23}}\]

Trong đó:

  • số 1: gắn với vật cần tính vận tốc
  • số 2: gắn với hệ quy chiếu là các vật chuyển động
  • số 3: gắn với hệ quy chiếu là các vật đứng yên
  • v12: vận tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tương đối
  • v$_{23}$: vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên gọi là vận tốc kéo theo
  • v$_{13}$: vận tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tuyệt đối.

Độ lớn của vận tốc tuyệt đối

v$_{13}$ = $\sqrt{v_{12}^2+ v_{23}^2+ 2v_{12} v_{23}\cos\alpha}$

Trong đó:

  • α: là góc hợp bởi $\vec{v_{12}}$ và  $\vec{v_{23}}$

Các trường hợp đặc biệt

  • $\vec{v_{12}}$ ↑↑  $\vec{v_{23}}$ : $v_{13}$ = $v_{12}+ v_{23}$
  • $\vec{v_{12}}$ ↑↓  $\vec{v_{23}}$ : $v_{13}$ = |$v_{12} – v_{23}$|
  • $\vec{v_{12}}$ ⊥  $\vec{v_{23}}$: $v_{13}$ = $\sqrt{v_{12}^2+ v_{23}^2}$
  • $\vec{v_{12}}$ =  $\vec{v_{23}}$: $v_{13}$ = 2$v_{12}\cos\dfrac{\alpha}{2}$