Buzz
1. Khái niệm về vận tốc và vận tốc trung bình
1.1 Khái niệm về vận tốc
Vận tốc là một khái niệm quen thuộc cả trong đời sống và trong các bài thi học sinh trung học cơ sở và phổ thông. Đây là một phần quan trọng trong môn Vật lý và thường xuyên xuất hiện trong các đề thi môn Vật lý của học sinh.
Khái niệm về vận tốc và các công thức liên quan là một phần quan trọng trong chương trình học lớp 8, được giới thiệu trong chương về Cơ học của sách giáo khoa Vật lý lớp 8. Theo vật lý, vận tốc là đại lượng dùng để mô tả tốc độ chuyển động và hướng của một vật. Đơn vị đo vận tốc phụ thuộc vào đơn vị đo quãng đường và thời gian di chuyển. Hệ thống đo lường SI được áp dụng như sau:
- Đơn vị đo quãng đường là mét (m);
- Đơn vị đo thời gian là giây (s).
Do đó, đơn vị đo vận tốc được xác định là mét trên giây (m/s), phụ thuộc vào đơn vị đo quãng đường và thời gian di chuyển.
Như vậy: Vận tốc có thể hiểu đơn giản là quãng đường mà một vật di chuyển trong một giây (hoặc các đơn vị thời gian khác như phút, giờ, v.v.). Trong vật lý, vận tốc là đại lượng đo có hướng, dùng để mô tả tốc độ nhanh hay chậm của một vật hoặc người.
1.2 Khái niệm vận tốc trung bình
Tương tự như vận tốc, vận tốc trung bình là một đại lượng vật lý dùng để đo tốc độ chuyển động và hướng di chuyển của một vật thể hoặc người. Tuy nhiên, khác với vận tốc, vận tốc trung bình thể hiện tốc độ của một vật trong một khoảng thời gian nhất định và có thể thay đổi trong suốt quãng đường di chuyển, phản ánh sự biến động về vị trí theo thời gian.
2. Công thức tính vận tốc trung bình
Để tính vận tốc trung bình, ta sử dụng công thức sau đây:
(2).png)
Các ký hiệu trong công thức được giải thích như sau:
- v: đại diện cho vận tốc trung bình cần tính;
- s: tổng quãng đường mà đối tượng di chuyển trong khoảng thời gian cụ thể;
- t: thời gian để di chuyển toàn bộ quãng đường đó;
- s1, s2, ..., sn: các đoạn đường di chuyển trong từng khoảng thời gian tương ứng t1, t2, ..., tn
3. Một số bài tập về vận tốc trung bình
3.1 Ví dụ 1: Tính vận tốc trung bình
Đề bài: Anh A lái xe từ điểm B đến điểm D với khoảng cách 60km. Ban đầu, xe di chuyển với tốc độ 40km/h. Sau khi đi được 20km đến điểm C, do đường gồ ghề, tốc độ giảm xuống còn 20km/h cho đến khi đến điểm D. Tính vận tốc trung bình của xe trên toàn đoạn đường từ B đến D.
Giải pháp
Chú thích:
- Quãng đường từ B đến C là s1; quãng đường từ C đến D là s2;
- Thời gian di chuyển từ B đến C là t1; thời gian từ C đến D là t2;
- Vận tốc từ B đến C là v1; vận tốc từ C đến D là v2.
Thời gian di chuyển từ B đến C được tính là: t1 = s1/v1 = 20/40 = 0,5 giờ
Quãng đường từ C đến D được tính là: s2 = Tổng quãng đường BD - Quãng đường BC = 60 - 20 = 40km
Thời gian di chuyển từ C đến D là: t2 = s2/v2 = 40/20 = 2 giờ
Vận tốc trung bình trên toàn đoạn đường BD được tính là: v = s/t = (s1 + s2)/(t1 + t2) = 60/(0.5 + 2) = 24 km/h
3.2 Ví dụ 2: Tính vận tốc tại từng đoạn đường khi biết vận tốc trung bình
Đề bài: Một chiếc xe máy di chuyển từ điểm A đến điểm B. Xe mất 0,5 giờ để đi từ A đến C (một điểm trên đoạn AB). Tại C, xe đổi sang vận tốc 40km/h cho đến điểm B, với khoảng cách từ C đến B là 10km. Nếu vận tốc trung bình của xe trên toàn đoạn AB là 24km/h, hãy xác định vận tốc của xe trên đoạn AC.
Giải
Quy ước:
- Vận tốc trung bình trên toàn đoạn AB là v; vận tốc trên đoạn AC là v1; vận tốc trên đoạn CB là v2;
- Quãng đường AB là s; quãng đường AC là s1; quãng đường CB là s2;
- Thời gian di chuyển trên đoạn AB là t; thời gian trên đoạn AC là t1; thời gian trên đoạn CB là t2;
Thời gian xe di chuyển từ C đến B là: t2 = s2/v2 = 10/40 = 0,25 giờ
Tổng thời gian để xe hoàn thành toàn bộ đoạn đường AB là: t = t1 + t2 = 0,5 + 0,25 = 0,75 giờ
Quãng đường AB được tính là: s = v.t = 24 x 0,75 = 18 km
Khoảng cách từ A đến C được tính là: s1 = s - s2 = 18 - 10 = 8 km
Vận tốc xe di chuyển trên đoạn đường AC là: v1 = s1/t1 = 8/0,5 = 16 km/h
Chúng tôi đã sưu tầm và biên soạn nội dung này với hy vọng mang đến thông tin hữu ích và đáp ứng yêu cầu của bạn đọc. Rất mong nhận được sự hợp tác từ quý khách. Xin cảm ơn!
