Vận tốc là một đại lượng trong vật lý quen thuộc. Vậy vận tốc là gì, có mấy loại đơn vị vận tốc và công thức tính vận tốc như thế nào? Hãy cùng Đất Việt làm rõ hơn các khái niệm đó trong bài viết sau đây nhé!
Xem Nhanh
- 1.
- 2.
- 3.
- 4.
1
Vận tốc là gì?
Vận tốc được hiểu là một đại lượng vật lý dùng để mô tả sự chuyển động của các vật thể trong không gian. Vận tốc được xác định bởi độ lớn và phương hướng của vật.
Vận tốc của vật được hiểu là tốc độ mà vật thay đổi vị trí so với hệ quy chiếu. Vận tốc sẽ tương đương với hướng chuyển động và tốc độ của một đối tượng hoặc một vật xác định và cũng là một hàm của thời gian.
Vận tốc trong vật lý còn được hiểu là vận tốc tuyến tính hoặc vận tốc dài.
Vận tốc không phải là tốc độ. Vận tốc là một vector có hướng xác định. Tốc độ là biểu trưng độ lớn của vận tốc và là một đại lượng vô hướng.
Ví dụ: Xe máy đang di chuyển trên đường tròn với vận tốc 40km/h với tốc độ không đổi. Khi xe máy đi hết một đường vòng tròn, tốc độ của đường tròn giữ nguyên còn vận tốc đã về 0.
Ngoài ra, vận tốc có tính chất tương đối tùy thuộc vào thời điểm quan sát và hệ y chiếu khác nhau. Chẳng hạn: Con tàu chuyển động so với ngôi nhà nhưng lại có vận tốc bằng 0 với chính mình.
Bạn có thể gặp một số dạng vận tốc như: Vận tốc ánh sáng, vận tốc bóng tối, vận tốc âm thanh, vận tốc truyền sóng điện từ,... Dù ở khái niệm nào, bạn cũng cần lưu ý những vấn đề sau:
Khi cùng chuyển động trên một quãng đường có độ dài như nhau, chuyển động nào mất ít thời gian hơn thì chuyển động đó nhanh hơn.
Khi chuyển động trong cùng một khoảng thời gian, chuyển động nào di chuyển được quãng đường lớn hơn thì chuyển động đó nhanh hơn.
Học kèm cùng gia sư tại nhà mang lại hiệu quả, nhanh tiến bộ, dễ đạt điểm cao. Chi tiết tại chuyên mục: Gia sư kèm Lý.
2
Vận tốc có mấy loại?
Vận tốc trong chuyển động thẳng đều
Vận tốc trong chuyển động thẳng đều được hiểu là chiều chuyển động của và tốc độ của một vật không có sự biến thiên theo thời gian. Tức là vectơ vận tốc không đổi và luôn có một giá trị xác định.
Vận tốc trung bình
Vận tốc trung bình của một vật được tính khi vận tốc của nó có sự thay đổi theo thời gian. Vận tốc trung bình được tính dựa vào tỷ số của sự thay đổi vị trí và khoảng thời gian cần tính.
Vận tốc trung bình cho chúng ta cái nhìn tổng quát về vận tốc của vật trong khoảng thời gian xác định.
Vận tốc tức thời
Vận tốc tức thời được dùng để mô tả tốc độ nhanh hoặc chậm và phương chuyển động trên đường đi của vật tại một thời điểm xác định. Vận tốc tức thời cụ thể hơn vận tốc trung bình, cho chúng ta cái nhìn cụ thể tại một thời điểm.
3
Đơn vị vận tốc là gì?
Đơn vị của vận tốc phụ thuộc và đơn vị của quãng đường và đơn vị thời gian. Hiện nay, đơn vị đo vận tốc phổ biến là m/s và km/h. Ngoài ra, còn một số đơn vị khác như km/s,...
Người ta sử dụng một dụng cụ có tên là tốc kế để đo độ lớn của vận tốc. Tốc kế còn được gọi là đồng hồ vận tốc. Bạn có thể dễ dàng nhìn thấy dụng cụ này trên xe để đo vận tốc của xe.
4
Công thức tính các loại vận tốc
Công thức chung để tính vận tốc được sử dụng là:
Đây là những chia sẻ của Đất Việt về đơn vị vận tốc và những kiến thức khác liên quan đến vận tốc. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã giải đáp được các thắc mắc của mình và ứng dụng hiệu quả trong bài tập cũng như trong thực tế.
Vận tốc là một khái niệm quan trọng trong vật lý và toán học, được sử dụng để mô tả tốc độ di chuyển của một vật trong không gian. Vận tốc được tính bằng tỉ lệ giữa quãng đường mà vật đã di chuyển và thời gian mà vật đã mất để di chuyển qua quãng đường đó. Vận tốc là một trong những khái niệm cơ bản trong lĩnh vực cơ học và làm căn cứ cho nhiều bài toán trong thực tế, như tính toán thời gian di chuyển giữa các điểm, tính toán quãng đường, tốc độ của các phương tiện giao thông, và nhiều lĩnh vực khác. Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết về vận tốc, các loại vận tốc phổ biến, cách tính toán và chuyển đổi giữa các đơn vị vận tốc. Ngoài ra, bài viết cũng sẽ cung cấp các ví dụ và bài tập để giúp độc giả nắm vững kiến thức cơ bản về vận tốc.
1. Vận tốc là gì?
Khái niệm vận tốc:
Vận tốc là một đại lượng dùng để mô tả mức độ chuyển động nhanh hay chậm. Do đó, vận tốc sẽ được xác định dựa trên quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
Vận tốc của vật là tốc độ vật thay đổi vị trí so với hệ quy chiếu, vận tốc cũng là một hàm của thời gian.
Vận tốc sẽ tương đương với hướng chuyển động và tốc độ của một vật/ đối tượng xác định.
2. Công thức tính vận tốc
Vận tốc được tính theo công thức:
Trong đó:
- v là vận tốc của quãng đường đi được.
- s là quãng đường di chuyển của vật.
- t là thời gian vật di chuyển trên quãng đường.
Đơn vị đo vận tốc:
Đơn vị đo quãng đường / đơn vị đo thời gian. Ví dụ: m/s [mét / giây], km/h [ki-lô-mét / giờ]
Ví dụ:
Tính vận tốc của chiếc xe ô tô biết trong hai giờ đồng hồ, xe đi hết quãng đường dài 50 km.
Tóm tắt
Quãng đường [s]: 50 km
Thời gian [t]: 2 giờ
Hỏi vận tốc [v] của chiếc xe là: ... km/h?
Bài giải
Vận tốc của xe ô tô là:
v = \[\mathrm{\frac{s}{t}}\] \= \[\mathrm{\frac{50}{2}}\] \= 25 [km/h]
Đáp án: 25 km/h.
Lưu ý:
Từ công thức tính vận tốc chúng ta có thể suy ra được công thức tính 2 đại lượng quãng đường và thời gian.
- Khi biết được vận tốc và thời gian, ta có công thức tính quãng đường:
- Khi biết được vận tốc và quãng đường, ta có công thức tính thời gian:
3. Các loại vận tốc thường gặp trong cuộc sống
Vận tốc trung bình
Vận tốc trung bình là khái niệm được sử dụng khi vận tốc của vật thay đổi theo thời gian.
Vận tốc trung bình trong một khoảng thời gian nhất định là tỉ số giữa sự thay đổi vị trí trong khoảng thời gian đang xét và khoảng thời gian đó.
Công thức tính vận tốc trung bình:
Trong đó:
- vtb là vận tốc trung bình
- r là vị trí cuối
- r0 là vị trí đầu
- t là thời điểm cuối
- t0 là thời điểm đầu
- Δr bằng tọa độ của vật tại thời điểm t trừ tọa độ ban đầu của vật. Nó còn được gọi là độ dịch chuyển của vật
- Δt bằng chính khoảng thời gian để vật di chuyển.
Vận tốc tức thời
Vận tốc tức thời là vận tốc thể hiện sự di chuyển nhanh hay chậm của vật tại một thời điểm. Để tính được vận tốc tức thời tại một thời điểm, ta tiến hành tính vận tốc trung bình của vật trong một khoảng thời gian vô cùng nhỏ tính từ thời điểm đó.
Công thức tính vận tốc tức thời:
Trong đó:
- v là vectơ vận tốc tức thời
- r là vec-tơ vị trí như một hàm số của thời gian
- t là thời gian
4. Sự khác biệt giữa vận tốc và tốc độ
Tốc độ là độ lớn vô hướng của vectơ vận tốc, chỉ biểu thị tốc độ của một vật đang chuyển động.
Một số điểm khác biệt giữa vận tốc và tốc độ:
- Vận tốc có thể âm, tuy nhiên tốc độ luôn mang giá trị dương hoặc đôi khi là bằng 0.
- Vận tốc là một đại lượng có hướng, trong khi đó tốc độ là đại lượng vô hướng.
5. Bài tập ví dụ
Bài 1:
Quãng đường AB dài 90 km. Ô tô đi từ A đến B hết 1 giờ 25 phút. Tính vận tốc của ô tô, biết dọc đường ô tô nghỉ 10 phút.
Hướng dẫn
Để tính vận tốc của ô tô, ta cần biết quãng đường và thời gian. Quãng đường đã cho trước [90 km], để tính được thời gian ta lấy tổng thời gian xe chạy trừ đi thời gian nghỉ dọc đường.
Ta có: 1 giờ 25 phút - 10 phút = 1 giờ 15 phút
Sau khi có được số giờ xe chạy, ta đổi thời gian về cùng một đơn vị nhất định:
Vì 1 giờ bằng 60 phút, vậy 15 phút bằng \[\mathrm{\frac{15}{60}}\] giờ, hay bằng 0,25 giờ
Vậy 1 giờ 15 phút = 1 + 0,25 = 1, 25 giờ
Tóm tắt
s: 90 km
t: 1,25 h
Hỏi vận tốc của xe là: ... km/h?
Bài giải
Thời gian ô tô đi quãng đường AB [không kể thời gian nghỉ] là:
1 giờ 25 phút – 10 phút = 1 giờ 15 phút
1 giờ 15 phút = 1,25 giờ
Vận tốc của ô tô là:
v = 90 : 1,25 = 72 [km/giờ]
Đáp số: 72 km/h.
Bài 2:
Cùng trên một quãng đường 40 km, ô tô đi hết 30 phút còn lại còn xe máy đi hết 42 phút. Hỏi vận tốc xe nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu km/h?
Hướng dẫn:
Để giải bài toán này, ta lần lượt tính vận tốc của từng xe, rồi so sánh kết quả
Trước hết, ta phải đổi thời gian từ phút ra giờ:
30 phút = \[\mathrm{\frac{30}{60}}\] \= \[\mathrm{\frac{1}{2}}\] \= 0,5 giờ
42 phút = \[\mathrm{\frac{42}{60}}\] \= 0,7 giờ
Sau khi đã tính được vận tốc của từng phương tiện, ta lấy vận tốc lơn hơn trừ đi vận tốc bé hơn để tìm được sự chêch lệch vận tốc.