Một chất điểm \(A\) xuất phát từ \(O,\) chuyển động thẳng với vận tốc biến thiên theo thời gian bởi quy luật \(v(t) = \frac{1}{{100}}{t^2} + \frac{{13}}{{30}}t\)(m/s), trong đó \(t\) (giây) là khoảng thời gian tính từ lúc \(A\) bắt đầu chuyển động. Từ trạng thái nghỉ, một chất điểm \(B\) cũng xuất phát từ \(O,\) chuyển động thẳng cùng hướng với \(A\) nhưng chậm hơn \(10\) giây so với \(A\) và có gia tốc bằng \(a\)\((m/{s^2})\)(\(a\) là hằng số). Sau khi \(B\) xuất phát được \(15\) giây thì đuổi kịp \(A.\) Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) bằng

Giải chi tiết:

Ta có \({v_B}(t) = \int a {\mkern 1mu} dt = at + C,{v_B}(0) = 0 \Rightarrow C = 0 \Rightarrow {v_B}(t) = at.\)

Quãng đường chất điểm \(A\) đi được trong \(25\) giây là

\({S_A} = \int_0^{25} {\left( {\frac{1}{{100}}{t^2} + \frac{{13}}{{30}}t} \right)} dt = \left( {\frac{1}{{300}}{t^3} + \frac{{13}}{{60}}{t^2}} \right)|_0^{25} = \frac{{375}}{2}.\)

Quãng đường chất điểm \(B\) đi được trong \(15\) giây là

\({S_B} = \int_0^{15} a t{\mkern 1mu} dt = \frac{{a{t^2}}}{2}|_0^{15} = \frac{{225a}}{2}.\)

Ta có \(\frac{{375}}{2} = \frac{{225a}}{2} \Leftrightarrow a = \frac{5}{3}.\)

Vận tốc của \(B\) tại thời điểm đuổi kịp \(A\) là \({v_B}(15) = \frac{5}{3} \cdot 15 = 25(m/s).\)

Đáp án cần chọn là: D