Vận tốc tức thời là một kiến thức vô cùng quan trọng trong vật lý cũng như thực tiễn đời sống. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết đại lượng này là gì cũng như cách tính ra sao. Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết qua những chia sẻ ngay sau đây nhé.
Vận tốc tức thời là gì?
Kiến thức về về vận tốc tức thời đã được đề cập đến trong chương trình vật lý bậc phổ thông và được ứng dụng trong cả thực tiễn cuộc sống hàng ngày.
Khái niệm vận tốc tức thời
Vận tốc tức thời là một đại lượng vật lý, nó mô tả sự nhanh chậm của vật và chiều chuyển động của vật tại một thời điểm nào đó trên đường đi.
Nếu như vận tốc trung bình sẽ cho ta một cái nhìn tổng quát về vận tốc của vật ở trong một khoảng thời gian xác định. Thì vận tốc tức thời lại cho ta một cái nhìn cụ thể về vận tốc của vật tại một thời điểm xác định.
Độ lớn vận tốc tức thời
Độ lớn vận tốc tức thời v của một vật di chuyển tại một điểm là đại lượng đo bằng thương số của đoạn đường rất nhỏ Δs đi qua điểm đó với khoảng thời gian rất ngắn Δt để vật có thể đi hết đoạn đường đó.
Độ lớn vận tốc tức thời của vật tại một điểm cho ta biết được sự nhanh chậm của chuyển động của vật tại điểm đó.
Xét trong một khoảng thời gian rất nhỏ, thì vận tốc trung bình sẽ trở thành vận tốc tức thời. Và độ lớn của vận tốc tức thời chính là tốc độ tức thời.
Vectơ vận tốc tức thời
Vectơ vận tốc tức thời chính là một đại lượng vectơ có những đặc điểm sau:
- Gốc vectơ đặt ở vật chuyển động.
- Phương và chiều của vectơ là phương và chiều của chuyển động.
- Độ dài của vectơ biểu diễn độ lớn của vận tốc theo một tỉ xích nào đó.
Chú ý: Khi nhiều vật chuyển động ở trên một đường thẳng theo hai chiều ngược nhau, thì ta phải chọn một chiều dương ở trên đường thẳng đó và quy ước như sau:
- Vật chuyển động theo chiều dương sẽ có v > 0.
- Vật chuyển động ngược chiều dương sẽ có v < 0.
Cách tính vận tốc tức thời
Để có thể tính được vận tốc tức thời của vật thì chúng ta cần phải tiến hành các bước như sau:
+ Bước 1: cần chọn chiều dương và gốc thời gian. Trong đó, gốc thời gian chính là thời điểm ban đầu: t0 = 0.
+ Bước 2: tìm gia tốc a cùng vận tốc ban đầu v0 ở thời điểm t0.
+ Bước 3: ta có công thức vận tốc tức thời là:
v = v0 + a( t – t0 ) . Nếu t0 = 0 thì: v = v0 + a.t
Trong đó:
- v: là vận tốc tức thời (m/s)
- v0: là vận tốc ban đầu (m/s)
- a: là gia tốc (m/s2)
- t0: là thời điểm ban đầu (s)
- t: là thời gian đi được (s)
Cách tính gia tốc, vận tốc, quãng đường đi
Như đã đề cập ở ngay phía trên, để có thể tính được vận tốc tức thời thì chúng ta cần có các đại lượng như gia tốc, vận tốc,… Cho nên hãy cùng tìm hiểu cả về cách tính những đại lượng này nữa nhé.
Gia tốc chính là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên về sự nhanh hay chậm của vận tốc. Nó được đo bằng thương số của độ biến thiên vận tốc Δv với khoảng thời gian vận tốc biến thiên Δt.
Chúng ta có biểu thức gia tốc như sau:
Trong hệ đo lường quốc tế SI, đơn vị của gia tốc là (m/s2)
Vì vận tốc là đại lượng vectơ cho nên gia tốc cũng sẽ là đại lượng vectơ:
Chiều của vectơ gia tốc a→ ở trong chuyển động thẳng nhanh dần đều sẽ luôn cùng chiều với các vectơ vận tốc.
Chiều của vectơ gia tốc a→ ở trong chuyển động thẳng chậm dần đều thì luôn ngược chiều với các vectơ vận tốc.
Công thức tính vận tốc: v = v0 + at
Công thức tính quãng đường:
Phương trình chuyển động:
Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường trong chuyển động thẳng biến đổi đều:
v2 – v02 = 2as
Trong đó:
- v0: là vận tốc ban đầu
- v: là vận tốc ở thời điểm t
- a: là gia tốc của chuyển động
- t: là thời gian chuyển động
- x0: là tọa độ ban đầu
- x: là tọa độ ở thời điểm t
Nếu lựa chọn chiều dương là chiều chuyển động thì:
- Với chuyển động thẳng nhanh dần đều: v0 > 0 và a > 0 v
- Với chuyển động thẳng chậm dần đều: v0 > 0 và a < 0
Ví dụ minh họa: Một xe ô tô dừng lại hẳn sau 20s kể từ khi bắt đầu hãm phanh. Trong khoảng thời gian đó xe chạy được 120m. Tính vận tốc xe lúc bắt đầu hãm phanh và gia tốc của xe.
Lời giải:
Ta có công thức tính vận tốc là: V = v0 + at v0 = -20a. (1)
Công thức tính quãng đường là: S = v0t+12at2s = v0t+12at2 (2)
Từ (1) (2) ta có gia tốc a = -0,6m/s2, v0 = 12m/s
Trên đây là một số thông tin khái lược về vận tốc tức thời. Maytaoamcongnghiep hy vọng những chia sẻ trên đây có thể giúp bạn ứng dụng vào học tập cũng như thực tiễn cuộc sống.
