Vận tốc là đại lượng giúp ta biết được tốc độ nhanh, chậm hay chuyển hướng của chuyển động. Đây cũng là một nội dung quan trọng trong bộ môn Vật lý. Cùng tìm hiểu vận tốc là gì, đơn vị và công thức tính vận tốc ngay bài viết sau đây.
Vận tốc là gì?
Vận tốc là đại lượng vật lý dùng để mô tả mức độ nhanh chậm và chiều chuyển động của một vật thể trong không gian. Vận tốc xác định dựa trên quãng đường đi được trong đơn vị thời gian nhất định.
Vận tốc biểu diễn bởi đại lượng vectơ, đại lượng vật lý này có hướng dưới dạng dấu mũi tên:
- Phần đầu mũi tên nhằm để biểu thị chiều chuyển động của vật thể;
- Độ dài mũi tên cho ta biết tốc độ nhanh hay chậm của chuyển động.
Vận tốc là khái niệm cơ bản trong động học, là một nhánh của cơ học cổ điển để nhằm mô tả chuyển động của các vật thể.
Công thức tính vận tốc
Công thức để tính vận tốc của một vật chuyển động thẳng đều như sau:
V = s/t
Trong đó:
- v: là vận tốc của vật khi đang chuyển động thẳng đều
- s: chính là quãng đường di chuyển của vật
- t: là khoảng thời gian vật đang chuyển động.
Ví dụ bài tập về cách tính vận tốc: Một xe ô tô đi quãng đường dài 250km trong vòng 5 giờ. Yêu cầu tính vận tốc của quãng đường đó?
Hướng dẫn: Vận tốc của ô tô nếu ô tô chuyển động đều là : v = s / t = 250 / 5 = 50 ( km/h ).
Cách đổi đơn vị đo của vận tốc
Có thể thấy đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào đơn vị của độ dài và đơn vị thời gian. Đơn vị của vận tốc cũng là đơn vị của tốc độ.
Trong hệ đo lường quốc tế SI, quãng đường đo bằng mét (m), thời gian được đo bằng giây (s). Với công thức tính trên thì đơn vị đo lường theo SI của vận tốc là m/s.
Nhưng đôi khi trong cách đổi đơn vị vận tốc ra đơn vị trên có giá trị khá lớn và gặp nhiều khó khăn. Vì thế có thể sử dụng đơn vị khác của vận tốc để thay thế như:
- Kilômét trên giờ – km/h
- Mét trên giờ – m/h
- Inch trên giây
- Vòng trên giây
- Tốc độ ánh sáng.
Trong đó, đơn vị vận tốc km/h được dùng nhiều nhất với mức quy đổi:
1 m / s = 3,6 km / h
1 km / h = 0,28 m / s
Một số đơn vị vận tốc khác khi được đổi ra m/s hoặc km/s như sau:
1 hải lý/ giờ = 1,852 km/h = 514,44 m/s.
1 dặm/ giờ = 1,609 km/h = 446,94 m/s.
1 ft/s = 1, 0973 km/h.
Vì thế khi giải các bài toán về vận tốc, bạn cần xem các đơn vị thời gian, quãng đường đảm bảo thống nhất chưa. Nếu như quãng đường là km, thì thời gian phải được biểu thị dưới dạng h mới tính ra đơn vị của vận tốc là km/h. Trường hợp các đơn vị này chưa thống nhất bạn cần phải đổi đơn vị trước khi tính toán.
Xem thêm: Gia tốc là gì? Phân loại, Công thức tính gia tốc, đơn vị đo
Những dạng vận tốc thường gặp ở trong cuộc sống
Vận tốc trung bình
Khi vận tốc thay đổi theo thời gian, thì khái niệm về vận tốc trung bình được nhắc đến. Vận tốc trung bình là tỉ số giữa sự thay đổi vị trí trong một khoảng thời gian và khoảng thời gian đang xét đó.
Công thức tính vận tốc trung bình như sau: Vtb = Δr/Δt
Trong đó:
- Vtb: là vận tốc trung bình của vật đang xét
- Δr: là tọa độ của vật tại thời điểm t (trừ tọa độ ban đầu). Nó còn có tên gọi khác là độ dịch chuyển của vật
- Δt: khoảng thời gian để vật di chuyển.
Vận tốc tức thời
Vận tốc này thể hiện sự di chuyển nhanh hay chậm của vật tại một thời điểm. Nếu vận tốc trung bình giúp khái quát về vận tốc của vật trong một khoảng thời gian, thì vận tốc tức thời giúp ta biết được vận tốc cụ thể tại một thời điểm.
Nếu muốn tính vận tốc tức thời tại một thời điểm, bạn cần tính vận tốc trung bình của vật trong một khoảng thời gian nhỏ tính từ thời điểm đó.
Công thức tính vận tốc tức thời như sau: v = v0 + a(t – t0)
Trong đó:
- v: là vận tốc tức thời của vật tại thời điểm t
- v0: là vận tốc ban đầu của vật ở thời điểm t0
- a: là gia tốc của vật tại thời điểm t0.
Cộng vận tốc
Vận tốc có thể nhận các giá trị khác nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau. Nếu muốn dời vận tốc sang một hệ quy chiếu khác với hệ quy chiếu ban đầu, bạn cần dùng phép cộng vận tốc.
Phép cộng vận tốc chỉ đơn giản là phép cộng vectơ.
So sánh điểm khác nhau giữa vận tốc và tốc độ
Nếu vận tốc là một đại lượng vật lý được biểu thị dưới dạng vectơ có hướng, thì tốc độ lại là một đại lượng định lượng nhất định, không có hướng. Nói cách khác, vận tốc là đại lượng hữu hướng, có thể phân biệt với tốc độ là một đại lượng vô hướng đơn thuần.
Dựa trên khái niệm vận tốc, độ dài của vectơ vận tốc giúp cho ta biết được tốc độ nhanh hay chậm của chuyển động. Tốc độ đơn giản chỉ là giá trị bằng số của vận tốc, là độ lớn của vectơ vận tốc.
Như vậy, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu được chi tiết vận tốc là gì cũng như công thức và các loại vận tốc thường gặp. Hy vọng, đây là những thông tin hữu ích, giúp củng cố kiến thức cho các em học sinh. Từ đó, áp dụng hiệu quả vào làm các dạng bài tập liên quan.
