Phương pháp giải bài tập về tính tương đối của chuyển động – công thức cộng vận tốc.

Dạng bài: Xác định vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéo theo

Bước 1: Xác định các hệ quy chiếu

- Hệ quy chiếu đứng yên là hệ quy chiếu gắn với vật đứng yên.

- Hệ quy chiếu chuyển động là hệ quy chiếu gắn với vật có vật khác chuyển động trong nó.

Bước 2: Gọi tên các vật

Số 1: vật chuyển động

Số 2: hệ quy chiếu chuyển động

Số 3: hệ quy chiếu đứng yên

Bước 3: Xác định các đại lượng ${v_{13}};{v_{12}};{v_{23}}$

${v_{13}}$: vận tốc tuyệt đối

${v_{12}}$: vận tốc tương đối

${v_{23}}$: vận tốc kéo theo 

Bước 4: Vận dụng công thức cộng vận tốc

$\overrightarrow {{v_{13}}}  = \overrightarrow {{v_{12}}}  + \overrightarrow {{v_{23}}}$

+ Khi cùng chiều: ${v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}}$

+ Khi ngược chiều: ${v_{13}} = {v_{12}} - {v_{23}}$

Quãng đường: $s = {v_{13}}.t$  

Bài tập ví dụ: Hai xe máy của A và B cùng chuyển động trên đoạn đường cao tốc, thẳng với vận tốc v_A = 45 km/h, v_B = 65 km/h. Xác định vận tốc tương đối (độ lớn và hướng) của A so với B.

a) Hai xe chuyển động cùng chiều

b) Hai xe chuyển động ngược chiều

Hướng dẫn giải

Gọi số 1: A; số 2: B; số 3: mặt đường

Suy ra:

v₁₂: là vận tốc của A đối với B

v₁₃: là vận tốc của A đối với mặt đường

v₂₃: là vận tốc của B đối với mặt đường

a) Khi hai xe chuyển động cùng chiều: ${v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}} \\\Rightarrow {v_{12}} = {v_{13}} - {v_{23}} = 45 - 65 =  - 20km/h$

suy ra: hướng của $\overrightarrow {{v_{12}}}$ ngược lại với hướng chuyển động của hai xe. Độ lớn là 20 km/h

b) Khi hai xe chuyển động ngược chiều: ${v_{13}} = {v_{12}} - {v_{23}} \\\Rightarrow {v_{12}} = {v_{13}} + {v_{23}} = 45 + 65 = 110km/h$

suy ra: hướng của $\overrightarrow {{v_{12}}}$ theo hướng của xe A. Độ lớn là 110 km/h.