Giải Vật lí 10 Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu
Lời giải:
Chuyển động của vật rơi khi lực cản có độ lớn đáng kể sẽ chậm hơn khi rơi mà không có lực cản. Nếu quãng đường rơi đủ dài thì vận tốc của vật sẽ không tăng liên tục mà chỉ đạt tới một giá trị nhất định và không tăng thêm nữa.
1. Chuyển động rơi của vật
Lời giải:
Từ đồ thị trong Hình 12.2, ta có:
+ Từ 0 – t1, đồ thị gần giống đường thẳng, vật chuyển động nhanh dần đều
+ Từ t1 – t2, đồ thị có dạng đường cong, vật chuyển động nhanh dần nhưng không đều
+ Từ t2 trở đi, vật chuyển động với tốc độ không đổi.
Lời giải:
Vẽ hình: vecto lực cản ban đầu có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên.
- Khi bắt đầu được thả vào dầu, trọng lượng của viên bi lớn hơn nhiều so với lực đẩy Acsimet và lực cản, nên viên bi chuyển động nhanh dần đều trong khoảng thời gian rất ngắn.
- Khi càng xuống sâu, lực đẩy Acsimet và lực cản càng tăng dần, chuyển động của vật nhanh dần nhưng không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo.
- Khi xuống sâu hơn nữa, khi này trọng lượng và hợp lực của lực đẩy Acsimet và lực cản gần như cân bằng nhau, vật sẽ chuyển động thẳng đều xuống dưới theo quán tính và sẽ chạm đáy sau một khoảng thời gian.
Lời giải:
+ Khi chưa bung dù: trọng lượng của hệ (người + dù) lớn hơn lực cản không khí nên người chuyển động thẳng nhanh dần xuống dưới.
+ Khi chuyển động ổn định khi chưa bung dù: lực cản không khí tác dụng lên hệ (người + dù) và trọng lượng của hệ (người + dù) gần như cân bằng nên chuyển động của người được coi là chuyển động thẳng đều.
+ Khi vừa bung dù, lực cản không khí tác dụng lên dù lớn hơn trọng lượng của hệ (người + dù) nên khi vừa bung dù hệ người và dù bị giật lên trên tức thời, chuyển động chậm dần.
+ Khi chuyển động ổn định đã bung dù: hệ người và dù chuyển động thẳng đều từ từ chạm đất vì khi đó lực cản và trọng lực cân bằng nhau.
Lời giải:
Một số biện pháp làm giảm lực cản của nước: Trang phục bơi ôm sát, đội mũ để giảm sức cản, khi bơi cần thực hiện động tác gọn gàng không sinh ra quá nhiều lực cản, giữ cơ thể thăng bằng khi bơi....
2. Sự phụ thuộc của lực cản không khí vào hình dạng vật
Thực hiện dự án nghiên cứu
Lời giải:
Tờ giấy vo tròn rơi nhanh hơn tờ giấy để phẳng. Nguyên nhân: Tờ giấy vo tròn chịu ít lực cản của không khí hơn tờ giấy để phẳng.
Lời giải:
Trong ba vật trên hình, vật có hình tam giác chịu lực cản lớn nhất và vật hình giọt nước chịu lực cản bé nhất.
Lời giải:
Ứng dụng của sự tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dáng vật
- Các máy bay tiêm kích cần tốc độ cao nên có hình dáng thon gọn, đầu nhọn, cánh nhỏ giúp giảm tối đa lực cản không khí và đạt tốc độ cao, hình dáng này áp dụng hình dáng của các loài chim khi săn mồi trên không như chim ưng, chim cắt...
- Chim ưng sà xuống mặt đất cần dang rộng cánh đề giảm tốc độ tiếp đất hoặc mặt nước tránh va chạm.
- Cánh diều cần có cánh rộng để đảm bảo lực cản không khí đủ mạnh giúp nâng diều lên cao.
- Các viên đạn xuyên giáp cần có thiết kế nhọn, dài để đạt tốc độ lớn và xuyên phá sâu. Các viên đạn súng ngắn, súng lục... thì có dạng đầu tù hoặc tròn để đảm bảo tính ổn định của quỹ đạo viên đạn mà không yêu cầu độ xuyên quá quá cao.
- Thiết kế của xe máy hoặc ô tô đua thường có dạng thon, nhọn để đạt tốc độ cao.
- Thiết kế của thân tàu vũ trụ (bao gồm cả khoang nhiên liệu và thân tàu) khi bay lên thường có dạng nhọn. Thân tàu thường có dạng hình nêm hoặc hình trụ để khi quay trở lại Trái Đất không rơi với tốc độ quá cao gây cháy hoặc phát nổ trên không.
Bài tập (Trang 77)
a) Vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên vật tại thời điểm t1, t2.
b) Xác định độ lớn hợp lực tác dụng lên vật tại thời điểm t2.
Lời giải:
Học sinh tham khảo hình vẽ dưới.
a) Hình vẽ biểu diễn các lực tác dụng lên vật.
b) Tại thời điểm t2, độ lớn hợp lực tác dụng lên vật gần như bằng 0 vì lực cản và trọng lực của vật có độ lớn gần như bằng nhau, vật chuyển động đều.
Lời giải:
Lực cản không khí cùng phương, ngược chiều của chuyển động (mũi tên màu xanh).
Lời giải:
Lực cản tối thiểu của con cá phải bằng lực cản của nước.
Vì thế Fc = F = 0,65v = 0,65.6 = 3,9 N
Xem thêm lời giải bài tập SGK Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 7: Gia tốc - Chuyển động thẳng biến đổi đều
Bài 8: Thực hành đo gia tốc rơi tự do
