Vận tốc dòng nước là gì? Công thức tính vận tốc dòng nước (chi tiết nhất)

Bài viết Vận tốc dòng nước là gì? Công thức tính vận tốc dòng nước với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Vận tốc dòng nước là gì? Công thức tính vận tốc dòng nước.

Vận tốc dòng nước là gì? Công thức tính vận tốc dòng nước (chi tiết nhất)

1. Vận tốc dòng nước là gì?

1.1. Khái niệm

- Nếu vật chuyển động ngược dòng thì có lực cản của dòng nước; nếu chuyển động xuôi dòng thì có thêm vận tốc dòng nước.

2. Công thức vận tốc dòng nước

- Một chiếc thuyền đang chạy trên một dòng sông. Ta sẽ xét chuyển động của thuyền trong hai hệ qui chiếu:

+ Hệ quy chiếu (x0y) gắn với bờ coi như hệ quy chiếu đứng yên.

+ Hệ quy chiếu (x’0y’) gắn với một vật trôi theo dòng nước là hệ quy chiếu chuyển động.

- Gọi thuyền là số 1 (ứng với vật chuyển động), nước là số 2 (ứng với hệ quy chiếu chuyển động), bờ là số 3 (ứng với hệ quy chiếu đứng yên). Ta có:

+ $\overrightarrow{v_{1,3}}$ là vận tốc của thuyền đối với bờ, tức là đối với hệ quy chiếu đứng yên. Vận tốc này gọi là vận tốc tuyệt đối.

+ $\overrightarrow{v_{1,2}}$ là vận tốc của thuyền đối với nước, tức là đối với hệ quy chiếu chuyển động. Vận tốc này gọi là vận tốc tương đối.

+ $\overrightarrow{v_{2,3}}$ là vận tốc của nước đối với bờ. Đó là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên. Vận tốc này gọi là vận tốc kéo theo.

Ta có hệ thức: $\overrightarrow{v_{1,3}}=\overrightarrow{v_{1,2}}+\overrightarrow{v_{2,3}}$ (1)

3. Kiến thức mở rộng về vận tốc dòng nước

- Trường hợp: $\overrightarrow{v_{1,2}}\nearrow \nearrow \overrightarrow{v_{2,3}}$ => (1) trở thành: $v_{1,3}=v_{1,2}+v_{2,3}$

- Trường hợp: $\overrightarrow{v_{1,2}}\nearrow \swarrow \overrightarrow{v_{2,3}}$ => (1) trở thành: $v_{1,3}=\left(v_{1,2}-v_{2,3}\right)$

- Trường hợp: $\overrightarrow{v_{1,2}}\perp \overrightarrow{v_{2,3}}$ => (1) trở thành: $v_{1,3}=\sqrt{{v_{1,2}}^2+{v_{2,3}}^2}$

- Trường hợp: $\alpha =\left(\overrightarrow{v_{1,2}},\overrightarrow{v_{2,3}}\right)$ => (1) trở thành: $v_{1,3}=\sqrt{{v_{1,2}}^2+{v_{2,3}}^{2}2.v_{1,2}.v_{2,3}.\cos \alpha }$

4. Phương pháp giải

- Nếu vật chuyển động ngược dòng thì có lực cản của dòng nước.

- Nếu vật chuyển động xuôi dòng thì có thêm vận tốc dòng nước.

+ V_xuôi = V_vật + V_dòng.

+ V_ngược = V_vật – V_dòng.

+ V_dòng = (V_xuôi - V_ngược) : 2

+ V_vật = (V_xuôi + V_ngược) : 2

+ V_xuôi– V_ngược = V_dòng x 2

5. Bài tập vận tốc dòng nước

Câu 1: Vận tốc ca nô khi nước lặng là 30 km/giờ. Vận tốc dòng nước là 44 km/h. Tính:

a. Vận tốc của ca nô khi đi xuôi dòng.

b. Vận tốc của ca nô khi đi ngược dòng

Lời giải:

a. Vận tốc của ca nô khi đi xuôi dòng là: 30 + 4 = 34 (km/h)

b. Vận tốc của ca nô khi đi xuôi dòng là: 30 – 4 = 26 (km/h)

Câu 2: Lúc 8 giờ, một ca nô đi xuôi dòng từ bến A đến bến B. Vận tốc của ca nô khi nước yên lặng là 20km/h, và vận tốc của dòng nước là 4km/h. Đến 9 giờ 15 phút thì ca nô đến B. Tính độ dài của quãng sông AB?

Lời giải:

- Vận tốc ca nô khi xuôi dòng là: 20 + 4 = 24 (km/h )

- Thời gian ca nô đi từ A đến B là: 9 giờ 15 phút – 8 giờ = 1 giờ 15 phút = 1,25 (giờ)

- Quãng sông AB dài là: 24 x 1,25 = 30 (km)

Câu 3: Bến A và bến B cùng nằm trên một con sông, cách nhau 42km. Một canô đi xuôi dòng từ bến A đến bến B trong 2 giờ 48 phút và ngược dòng từ B về A hết 4 giờ 48 phút. Vận tốc của dòng nước là:

A. 3,125km/h

B. 3,45km/h

C. 3,675km/h

D. 3,845km/h

Lời giải:

Đáp án A

- Đổi: 2 giờ 48 phút = 2,8 giờ.

4 giờ 8 phút = 4,8 giờ

- Vận tốc của canô khi xuôi dòng là: 42 : 2,8 = 15 (km/h)

- Vận tốc của canô khi ngược dòng là: 42 : 4,8 = 8,75 (km/h)

- Vận tốc của dòng nước là: (15 – 8,75) : 2 = 3,125 (km/h)

Câu 4: Bến A và bến B cùng nằm trên một con sông, cách nhau 33km. Một canô đi xuôi dòng từ bến A đến bến B trong 2 giờ 12 phút. Biết vận tốc của dòng nước là 5km/h. Thời gian ca nô đi từ B đến A nhiều hơn thời gian đi từ A đến B là:

A. 2,2 giờ

B. 4,4 giờ

C. 6,6 giờ

D. 8,8 giờ

Lời giải:

Đáp án B

- Đổi: 2 giờ 12 phút = 2,2 giờ.

- Vận tốc của canô khi xuôi dòng là: 33 : 2,2 = 15 (km/h)

- Vận tốc của canô khi ngược dòng là: 15 – 2.5 = 5 (km/h)

- Thời gian ca nô đi từ B đến A là: 33 : 5 = 6,6 (giờ)

- Thời gian ngược dòng nhiều hơn thời gian xuôi dòng: 6,6 – 2,2 = 4,4 (giờ)

Câu 5: Lúc 7 giờ 30 phút, một ca nô đi xuôi dòng từ bến A đến bến B với vận tốc 25km/h và đến B lúc 8 giờ 15 phút. Khi đến bến B, ca nô nghỉ tại đó 15 phút rồi lại quay trở về bến A. Biết vận tốc của dòng nước là 2,5km/h và công suất động cơ ca nô không đổi. Ca nô sẽ đến bến A vào lúc:

A. 9 giờ 56 phút 15 giây.

B. 9 giờ 46 phút 15 giây.

C. 9 giờ 36 phút

D. 9 giờ 26 phút 15 giây.

Lời giải:

Đáp án D

- Thời gian xuôi dòng của canô là:

8 giờ 15 phút – 7 giờ 30 phút = 45 (phút) = 0,75 (giờ)

- Khoảng cách từ bến A đến bến B là: 25.0,75 = 18,75 (km)

- Vận tốc ca nô khi ngược dòng từ B về A là: 25 – 2.2,5 = 20 (km/h)

- Thời gian ngược dòng của canô là: 18,75 : 20 = 0,9375 (giờ) = 56 phút 15 giây

- Canô đến bến B lúc:

8 giờ 15 phút + 15 phút + 56 phút 15 giây = 9 giờ 26 phút 15 giây.

Câu 6: Một ca nô đi xuôi dòng từ A đến B hết 32 phút và ngược dòng từ B về A hết 48 phút. Hỏi một cụm bèo trôi từ A về B hết bao lâu?

A. 80 phút

B. 96 phút

C.144 phút

D. 192 phút

Lời giải:

Đáp án D

- Tỉ số thời gian ca nô xuôi dòng và ngược dòng là: 32 : 48 = 2/3

- Quãng đường không thay đổi thì vận tốc và thời gian là hai đại lượng tỉ lệ nghịch vời nhau, nên ta có tỉ số giữa vận tốc xuôi dòng và ngược dòng là: 3/2

- Suy ra: V_xuôi = (3/2)V_ngược

- Vận tốc dòng nước là: V_nước = (V_xuôi - V_ngược) : 2 = (1/4) V_ngược

- Vì trên cùng một quãng đường thời gian tỉ lệ nghịch với vận tốc:

Nên thời gian cum bèo trôi = 4.thời gian ngược dòng = 4.48 = 192 (phút)

Xem thêm các bài viết để học tốt môn Vật Lí sách mới hay, chi tiết khác:

• Khối lượng riêng là gì? Công thức tính khối lượng riêng

• Dòng điện cảm ứng là gì? Công thức tính dòng điện cảm ứng

• Cảm kháng là gì? Công thức tính cảm kháng

• Tụ điện là gì? Công thức tính tụ điện

• Chu kì con lắc đơn là gì? Công thức tính chu kì con lắc đơn

• Chuyển động cơ học là gì? Công thức tính chuyển động cơ học

---