Để giải bài toán này, ta cần tính động năng trung bình của Usain Bolt khi thi đấu và động năng của viên đạn khi ra khỏi nòng súng, sau đó so sánh hai giá trị này.

Bước 1: Tính vận tốc trung bình của Usain Bolt

Usain Bolt chạy quãng đường 100 m trong thời gian 9,63 giây, do đó vận tốc trung bình của anh là:

\[ v_\text{Bolt} = \frac{100}{9,63} \approx 10,39 \, \text{m/s} \]

Bước 2: Tính động năng trung bình của Usain Bolt

Động năng (\(E_k\)) được tính theo công thức:

\[ E_k = \frac{1}{2}mv^2 \]

Trong đó m là khối lượng và v là vận tốc trung bình. Với Usain Bolt, khối lượng \( m = 94 kg \) và vận tốc trung bình \( v \approx 10,39 \, \text{m/s} \), động năng trung bình của anh là:

\[ E_{k,\text{Bolt}} = \frac{1}{2} \times 94 \times (10,39)^2 \approx 5059,53 \, \text{J} \]

Bước 3: Tính động năng của viên đạn

Khối lượng của viên đạn \( m = 10 \text{ g} = 0,01 \text{ kg} \), tốc độ khi ra khỏi nòng \( v = 315 \, \text{m/s} \). Do đó:

\[ E_{k,\text{đạn}} = \frac{1}{2} \times 0,01 \times (315)^2 \approx 496,13 \, \text{J} \]

Bước 4: So sánh động năng của Usain Bolt và viên đạn

Tỷ số giữa động năng của Usain Bolt và động năng của viên đạn là:

\[ \frac{E_{k,\text{Bolt}}}{E_{k,\text{đạn}}} = \frac{5059,53}{496,13} \approx 10,19 \]

Như vậy, động năng trung bình của Usain Bolt khi thi đấu bằng khoảng 10,19 lần động năng của viên đạn 9 x 18 mm khi ra khỏi đầu nòng.

Khi giải bài toán, học sinh cần chú ý:

• Xác định đúng đơn vị của các đại lượng vật lý, chuyển đổi đơn vị nếu cần trước khi tính toán.
• Làm tròn đúng theo yêu cầu của đề bài, đặc biệt chú ý đến số chữ số thập phân yêu cầu.
• Nhớ rằng động năng là một đại lượng vô hướng, nên kết quả so sánh là một tỷ số không có đơn vị.