Một điểm sáng S đặt trước một gương phẳng G cố định và chuyển động với vận tốc v

Câu hỏi số 542578:

Vận dụng cao

Một điểm sáng S đặt trước một gương phẳng G cố định và chuyển động với vận tốc v không đổi đối với gương. Xác định vận tốc của ảnh S’ đối với gương và đối với S trong các trường hợp sau:

a) S chuyển động song song với gương.

b) S chuyển động vuông góc với gương.

c) S chuyển động theo phương hợp với mặt gương một góc \(\alpha \).

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:542578

Phương pháp giải

Sử dụng định luật phản xạ ánh sáng

Sử dụng công thức cộng vận tốc.

Giải chi tiết

a) Ta có hình vẽ:

Sau thời gian t, điểm sáng S dịch chuyển đến vị trí \({S_1}\): \(S{S_1} = vt\)

S dịch chuyển song song với gương → khoảng cách từ ảnh S’ đến gương luôn không đổi

→ ảnh S’ dịch chuyển cùng chiều với S, có vận tốc v đối với gương

→ ảnh S’ không chuyển động đối với S.

b) Ta có hình vẽ:

Vận tốc chuyển động của S là:

\(v = \dfrac{{S{S_1}}}{t} \Rightarrow S{S_1} = vt\)

Từ hình vẽ ta thấy:

\(\left\{ \begin{array}{l}MS = MS'\\M{S_1} = M{S_1}'\end{array} \right. \Rightarrow MS - M{S_1} = MS' - M{S_1}' \Rightarrow S{S_1} = S'{S_1}'\)

Vận tốc chuyển động của ảnh đối với gương là:

\(v' = \dfrac{{S'{S_1}'}}{t} = \dfrac{{S{S_1}}}{t} = \dfrac{{vt}}{t} = v\)

Vận tốc chuyển động của ảnh đối với S là:

\({v_a} = v' + v = 2v\)

c) Ta có hình vẽ:

Vận tốc dịch chuyển của S là:

\(v = \dfrac{{S{S_1}}}{t} \Rightarrow S{S_1} = vt\)

Từ hình vẽ ta thấy:

\(\left\{ \begin{array}{l}MS = MS'\\{M_1}{S_1} = {M_1}{S_1}'\end{array} \right. \to SS'{S_1}'{S_1}\) là hình thang cân

\( \Rightarrow S'{S_1}' = S{S_1} \Rightarrow v't = vt \Rightarrow v' = v\)

→ ảnh chuyển động với vận tốc v so với gương

Áp dụng quy tắc hình bình hành, ta có:

\(\overrightarrow {v'} = \overrightarrow v + \overrightarrow {{v_a}} \)

Từ hình vẽ ta thấy: \({v_a} = 2v\sin \alpha \)

Vậy ảnh chuyển động với vận tốc \({v_a} = 2v\sin \alpha \) so với S, theo phương hợp với v một góc \(2\alpha \).

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link