Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 bài 8 CD

- Đồ thị quãng đường - thời gian mô tả liên hệ giữa quãng đường đi được của vật và thời gian đi hết quãng đường đó.

Ví dụ: Bảng sau ghi thời gian và quãng đường chuyển động tương ứng, kể từ khi xuất phát của một người đi xe đạp trên một đường thẳng.

Biểu diễn quãng đường theo thời gian của người đi xe đạp trên đường thẳng, ta có thể làm như sau:

+ Trên giấy kẻ ô, vẽ hai tia vuông góc với nhau tại một điểm (hai trục).

+ Trục nằm ngang ghi giá trị thời gian theo giờ, mỗi cạnh của ô vuông nằm trên trục này tương ứng với khoảng thời gian 1 giờ.

+ Trục thẳng đứng ghi giá trị của quãng đường theo kilômét, mỗi cạnh của ô vuông nằm trên trục này tương ứng với quãng đường 15 kilômét.

+ Vạch gốc của trục thời gian ghi thời gian bắt đầu của chuyển động.

+ Nối các điểm xác định quãng đường ứng với thời gian, ta được đường biểu diễn quãng đường theo thời gian của người đi xe đạp và được gọi là đồ thị quãng đường - thời gian (hình 8.1).

Hình 8.1. Đồ thị mô tả quãng đường theo thời gian của người đi xe đạp

Từ đồ thị quãng đường - thời gian cho trước, tìm được quãng đường vật đi (hoặc tốc độ, hay thời gian chuyển động của vật).

Ví dụ:

Hình 8.2

Hình 8.2 là đồ thị quãng đường - thời gian của một vật chuyển động. Từ đồ thị này, ta có thể tìm quãng đường vật đi được sau 2 giây.

Trên trục nằm ngang tìm giá trị thời gian là 2 giây. Đoạn thẳng vuông góc với trục nằm ngang đi qua giá trị 2 giây cắt đô thị tại điểm A. Đoạn thẳng nằm ngang từ A cắt trục thẳng đứng ở vị trí 6 m.

=> Quãng đường đi được của vật sau thời gian 2 giây là 6m.

- Tốc độ có mối liên hệ với số vụ tai nạn giao thông và mức độ ảnh hưởng lên người và xe khi xảy ra va chạm giao thông.

- Theo Tổ chức Y tế thế giới – WHO, chỉ cần giảm tốc độ 5% thì số tai nạn giao thông nghiêm trọng sẽ giảm 30%. Khi giảm tốc độ thì hậu quả tai nạn gây ra cho người và xe sẽ giảm.

- Hình 8.4 cho thấy tốc độ của ô tô ảnh hưởng đến tỉ lệ rủi ro của người đi bộ.

Hình 8.4

Để đảm bảo an toàn, người lái xe cần chủ động điều chỉnh tốc độ của xe cho phù hợp với tình hình giao thông thực tế, đặc biệt trong điều kiện thời tiết xấu như trời mưa, có sương mù, mặt đường trơn trượt, đường có địa hình quanh co, đèo dốc, tầm nhìn hạn chế,... Người lái xe cần phải điều khiển tốc độ xe để giữ khoảng cách an toàn với xe chạy liên trước xe của mình sao cho khi xe phía trước dừng đột ngột sẽ không bị va chạm.

- Bảng 8.1 liệt kê khoảng cách an toàn tối thiểu giữa hai ô tô trên đường khô ráo.

Bảng 8.1. Khoảng cách an toàn tối thiểu giữa hai ô tô trên đường khô ráo

Khi điều khiển xe tham gia giao thông trên đường, để đảm bảo an toàn, người lái xe phải điều khiển tốc độ không được vượt quá tốc độ tối đa cho phép. Tốc độ này phụ thuộc vào từng loại đường và xe tham gia giao thông.

- Hình 8.5 là biển báo tốc độ tối đa cho phép theo loại xe, trên từng làn đường. Các loại xe phải đi đúng làn đường và tuân thủ đúng tốc độ tối đa cho phép trên làn đường đó.

Hình 8.5

Bài 1: Bảng dưới đây ghi thời gian và quãng đường chuyển động tương ứng của một vận động viên chạy trên quãng đường dài 100m kể từ khi xuất phát.

a) Sử dụng dữ liệu đã cho, hãy vẽ đồ thị quãng đường – thời gian của vận động viên.

b) Hãy sử dụng đồ thị đã vẽ để trả lời các câu hỏi sau:

- Vận động viên đã đi được bao xa trong 1,0s đầu tiên?

- Xác định tốc độ của vận động viên trong khoảng thời gian từ 4,0s đến 10,0s.

- Vận động viên cần thời gian bao lâu để hoàn thành 100m?

Hướng dẫn giải

a) Từ bảng số liệu ta vẽ được đồ thị như hình dưới.

b) Sử dụng đồ thị, ta thấy:

- Ta thấy từ lúc bắt đầu chuyển động đến giây thứ 2 thì vận động viên đang chuyển động thẳng đều và đi được 10 m nên trong 1 s đầu tiên, vận động viên đã đi được quãng đường dài 5 m.

- Tốc độ của vận động viên trong khoảng thời gian từ 4,0 s đến 10,0 s.

+ Khoảng thời gian vận động viên chạy là 10 – 4 = 6 s.

+ Quãng đường vận động viên chạy là 85 – 25 = 60 m.

\(=> v{\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{60}}}}{6}{\rm{ = 10 m/s}}\)

- Ta thấy từ giây thứ 4 đến giây thứ 12 thì vận động viên chuyển động thẳng đều với tốc độ 10 m/s.

Từ 0s đến 4s vận động viên đã đi được quãng đường 25 m.

Vậy để hoàn thành 100 m, vận động viên cần hoàn thành thêm 75m nữa tương ứng với khoảng thời gian là 75 : 10 = 7,5 s.

Thời gian cần để hoàn thành 100 m là: 4 + 7,5 = 11,5 s.

Bài 2: Hình bên dưới biểu diễn đồ thị quãng đường – thời gian của ba học sinh A, B và C đi xe đạp trong công viên.

a) Từ đồ thị, không cần tính tốc độ, hãy cho biết học sinh nào đạp xe chậm hơn cả. Giải thích.

b) Tính tốc độ của mỗi xe.

Hướng dẫn giải

a) Học sinh C chạy xe chậm hơn cả vì cùng quãng đường nhưng thời gian t đi dài hơn (Cả 3 học sinh đều đi quãng đường là 75 m trong đó học sinh A đi hết 20 s, học sinh B đi hết 40 s còn học sinh C đi hết 60 s. Học sinh C đi hết nhiều thời gian nhất nên đi chậm hơn cả học sinh A và B.)

b)

- Tốc độ của xe A là

\({\upsilon _{\rm{A}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{s}}_{\rm{A}}}}}{{{{\rm{t}}_{\rm{A}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{75}}}}{{{\rm{20}}}}{\rm{ = 3}},{\rm{75m/s}}\)

- Tốc độ của xe B là

\({\upsilon _{\rm{B}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{s}}_{\rm{B}}}}}{{{{\rm{t}}_{\rm{B}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{75}}}}{{{\rm{40}}}}{\rm{ = 1}},{\rm{875m/s}}\)

- Tốc độ của xe C là

\({\upsilon _{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{s}}_{\rm{C}}}}}{{{{\rm{t}}_{\rm{C}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{75}}}}{{{\rm{60}}}}{\rm{ = 1}},{\rm{25m/s}}\)