Cập nhật: 07/04/2022 09:04 | Người đăng: Nguyễn Hằng
Với các bạn học THPT thì kiến thức không hề đơn giản môn Vật Lý là cách tính vận tốc bởi đây là chủ để khá rộng. Trong chuyên mục hôm nay, cùng tìm hiểu về công thức tính vận tốc trung bình như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu nhé.
1. Vận tốc là gì?
1.1. Khái niệm của vận tốc
Kiến thức môn Vật lý trong chương trình đại cương, vận tốc là kiến thức cơ bản. Nhờ vào vận tốc, ta biết được tốc độ nhanh hoặc chậm hay chuyển hướng của chuyển động. Cách tính vận tốc được xác định bằng thương số giữa độ dài của quãng đường di chuyển vật trong một khoảng thời gian nhất định với khoảng thời gian đó.
Trong khái niệm trên thì vận tốc được hiểu là vận tốc dài hoặc còn được gọi là vận tốc tuyến tính, khác với vận tốc góc. Vận tốc trong môn Vật Lý lớp 8 được biểu diễn bởi vectơ hoặc còn được gọi là “đoạn thẳng có hướng”.
1.2. Công thức tính vận tốc cơ bản
Vận tốc trong chuyển động thẳng được xác định qua công thức: v = s/t, Đây cũng là công thức tính vận tốc trung bình.
Trong đó:
- v là vận tốc
- s là quãng đường vật đi được
- t thời gian đi hết quãng đường đó
Qua công thức tính vận tốc trung bình lớp 8 trên thì bạn có thể xác định được 2 đại lượng là quãng đường và thời gian. Từ đó suy ra được:
Công thức tính quãng đường nếu biết thời gian và vận tốc: s = v*t
Công thức tính thời gian nếu biết vận tốc và quãng đường: t = s/v
2. Đơn vị của vận tốc
Theo ban tư vấn tuyển sinh Cao đẳng Y Khoa Phạm Ngọc Thạch, để tính được vận tốc thì bạn phải viết về thời gian và quãng đường. Bởi vậy, đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào đơn vị thời gian và quãng đường.
Theo quy ước chung, đơn vị đo quãng đường là mét [m], còn đơn vị đo thời gian được tính bằng giây [s]. Bởi vậy, vận tốc sẽ có đơn vị vật lý là m/s.
Bên cạnh đó, đơn vị tính tốc độ còn được kể đến khác như m/h, km/h, km/s….
Đối với bài tập vận tốc trung bình công thức thì các bạn học sinh cần xác định được đơn vị của thời gian, quãng đường đi được rồi đưa về cùng một hệ quy chiếu trước khi thực hiện tính toán.
Quy ước về cách đổi đơn vị trong vận tốc dưới đây:
1m/s = 3,6 km/h
1km/h = 0.28 m/s
3. Ứng dụng của vận tốc
Công cụ đo độ lớn của vận tốc thường dùng là tốc kế, thiết bị này được dùng phổ biến trong cuộc sống thực tế. Cụ thể như máy bắn tốc độ của công an giao thông…
3.1. Sự khác biệt giữa vận tốc và tốc độ
Trên thực tế, nhiều người cho rằng vận tốc chính là tốc độ. Nhưng theo Vật lý thì hai khái niệm này khác nhau hoàn toàn.
Nếu như tốc độ là độ lớn vô hướng của một vectơ vận tốc, chúng chỉ biểu thị tốc độ của một vật khi chúng đang chuyển động.
Ví dụ về tốc độ như sau: Vận tốc tương đối của một chiếc xe máy đang di chuyển là 30km/h với tốc độ không đổi. Tuy nhiên vận tốc của xe máy có thể sẽ thay đổi bởi hướng của xe máy có thay đổi. Nếu như xe máy đi hết một vòng tròn thì chúng có tốc độ vẫn sẽ là 30km/h. Và vận tốc của nó sẽ về 0 bởi xe máy sẽ đi quay trở lại vị trí ban đầu.
3.2. Khái niệm và công thức tính vận tốc trung bình
Trong một khoảng thời gian nhất định thì xe máy có vận tốc trung bình bằng thương số giữa quãng đường vật di chuyển được trong thời gian đang xét và khoảng thời gian đó.
Viết công thức vận tốc trung bình là: vtb = S/t
Trong đó:
- S là quãng được đi được
- t là thời gian để có thể đi hết được quãng đường đó.
4. Các dạng bài tập tính vận tốc trung bình
Câu 1: Một chiếc xe ô tô đi từ Ninh Bình đến một xã miền núi để làm từ thiện. Khoảng 1 giờ đầu thì ô tô đi với vận tốc 50km/h, nhưng trong 2 giờ tiếp theo ô tô chỉ đi được với vận tốc 40km/h. Còn lại 3 giờ cuối ô tô đi với vận tốc 20km/h. Tính vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường đến nơi làm từ thiện là bao lâu:
- 31,7km/h B. 32,3km/h
- 31,4km/h D. 32,1km/h
Trả lời: Đáp án A
- Tổng thời gian ô tô đã đi được là:
1 + 2 + 3 = 6 [giờ]
- Quãng đường ô tô đi được trong 1 giờ đầu tiên:
1 x 50 = 50 [km]
- Quãng đường ô tô đi được trong 2 giờ tiếp theo:
2 x 40 = 80 [km]
- Quãng đường ô tô đi được trong 3 giờ cuối:
3 x 20 = 60 [km]
- Tổng quãng đường ô tô đã được là:
50 + 80 + 60 = 190 [km]
- Dựa vào công thức tính vận tốc trung bình ở trên, ta có thể tính được vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường là:
190 : 6 = 31,7 [km/h]
Câu 2: Một xe khách đi từ bến xe lên thành phố. Nửa thời gian đầu vận tốc của xe là v1 = 60km/h, nửa thời gian sau vận tốc của xe là v2 = 40km/h. Vận tốc trung bình của xe trên cả quãng đường là:
- 51,3km/h B. 50km/h
- 49,7km/h D. 49km/h
Trả lời: Đáp án B
Gọi: S là chiều dài đoạn đường từ bến xe đến thành phố, t là tổng thời gian xe chuyển động từ bến xe đến thành phố, còn v là vận tốc trung bình của xe.
- Áp dụng công thức tính quãng đường khi biết thời gian và vận tốc: S = v.t [1]
- Theo bài ta có:
- Từ [1] và [2]:
Câu 3: Một ô tô chạy trên một quãng đường trong 5 tiếng. Tuy nhiên trong 2 giờ đầu thì xe chạy với tốc độ trung bình 50km/h còn 3 tiếng sau xe chạy với tốc độ trung bình 40km/h. Hỏi vận tốc trung bình của xe trong suốt quãng đường di chuyển là:
- 45km/h B. 44km/h
- 43km/h D. 42km/h
Trả lời: Đáp án B
- Quãng đường ô tô đi trong 2 giờ đầu là:
2 x 50 = 100 [km]
- Quãng đường ô tô đi trong 3 giờ sau là:
3 x 40 = 120 [km]
- Dựa vào công thức tính vận tốc trung bình trên quãng đường có thể tính vận tốc của xe trong suốt thời gian chuyển động là:
[100 + 120] : [2 + 3] = 44 [km/h]
Bài viết trên đây giúp bạn tìm hiểu về công thức tính vận tốc trung bình và bài tập áp dụng chi tiết. Đừng quên theo dõi bài viết tiếp theo để cập nhật kiến thức liên quan nhé. Chúc bạn thành công!
Vận tốc là đại lượng quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết: Vận tốc là gì? Công thức tính vận tốc, cách tính quãng đường và thời gian chính xác là như nào? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về đại lượng này, từ đó áp dụng trong công việc, cuộc sống nhé.
Vận tốc là gì?
Vận tốc là một đại lượng 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. Đại lượng này sẽ được biểu diễn theo vectơ. Độ dài của vectơ sẽ cho ta biết tốc độ nhanh hoặc chậm của chuyển động. Chiều vectơ hiển thị là chiều chuyển động.
Phân biệt vận tốc và tốc độ
Vận tốc là một đại lượng có hướng. Cần phân biệt được tốc độ, một đại lượng vô hướng đơn thuần được sử dụng để mô tả tính nhanh, chậm của một chuyển động. Tốc độ chính là độ lớn vectơ vận tốc.
Hiểu đơn giản, vận tốc chỉ quãng đường vật di chuyển được trong một đơn vị thời gian. Độ lớn vận tốc sẽ cho ta biết được mức độ nhanh hoặc chậm của chuyển động và được tính bằng độ dài của quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
Quý vị có thể tham khảo phân biệt cụ thể tại bảng dưới đây:
| Tốc độ đề cập đến khoảng cách được bao phủ bởi một đối tượng trong đơn vị thời gian. | Vận tốc đề cập đến sự dịch chuyển của vật thể trong thời gian đơn vị. | |
| Làm thế nào nhanh chóng một cái gì đó đang di chuyển? | Theo hướng nào một cái gì đó đang di chuyển? | |
| Số lượng vô hướng | Số lượng Vetor | |
| Sự nhanh chóng của đối tượng. | Nhanh chóng và vị trí của đối tượng. | |
| Thay đổi khoảng cách | Thay đổi dịch chuyển | |
| Sẽ không bằng không | Sẽ là số không | |
| Tốc độ của đối tượng di chuyển không bao giờ có thể là tiêu cực. | Vận tốc của vật chuyển động có thể dương, âm hoặc bằng không. |
Công thức tính vận tốc
Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc sẽ được tính theo công thức: v= S/t.
Trong đó:
+ V: Vận tốc
+ S: Quãng đường vật chuyển động được
+ t: Thời gian để di chuyển hết quãng đường.
Áp dụng từ công thức tính vận tốc chúng ta có thể dễ dàng tính được 2 đại lượng quãng đường và thời gian.
+ Khi biết được vận tốc, thời gian ta có công thức tính quãng đường: S= v.t
+ Khi biết được vận tốc, quãng đường ta có công thức tính thời gian: t = S/v
Đơn vị đo vận tốc
Đơn vị của vận tốc sẽ phụ thuộc theo đơn vị độ dài và của thời gian. Trong hệ thống đo lường SI, ta có quãng đường được đo bằng mét, thời gian đo theo giây [s]. Vậy nên ta sẽ có đơn vị vận tốc là mét/ giây [m/s].
Bên cạnh đó, vận tốc còn có những đơn vị khác như km/h/ .Do đó trước khi giải quyết những bài toán liên quan đến vận tốc, chúng ta cần xem đơn vị của thời gian và quãng đường đã cùng đơn vị hay chưa.
Lưu ý: Cách để đổi đơn vị trong vật lý khá đơn giản mà bạn cần ghi nhớ như sau: 1m/s= 3,6 km/h; 1m/s= 3,6 km/h
Công thức tính vận tốc trung bình
Vận tốc trung bình chỉ là một đại lượng mang tính quy ước, chúng ta tự đặt ra để dễ nghiên cứu về một chuyển động. Trên cả quãng đường, vật có thể không lúc nào chuyển động với vận tốc bằng vận tốc trung bình.
Một vật chuyển động không đều [vận tốc thay đổi] thì vận tốc trung bình được xác định bằng tỷ số giữa tổng độ dài quãng đường và tổng thời gian
Vtrung bình = Tổng quãng đường : tổng thời gian.
Một số công thức tính vận tốc khác
Công thức tính vận tốc dòng nước
Chú ý: Trong trường hợp vật chuyển động ngược dòng ta sẽ có thêm lực cản dòng nước. Ngược lại khi chuyển động xuôi dòng có thêm vận tốc dòng nước. + Các công thức cần nhớ như sau:
+ Vận tốc xuôi dòng = Vận tốc thực vật + Vận tốc dòng nước
+ Vận tốc ngược dòng = Vận tốc thực vật – Vận tốc dòng nước
Như vậy tùy theo yêu cầu từng bài, ta sẽ có công thức tính vận tốc dòng nước khác nhau phụ thuộc vào chiều chuyển động của vật. Trong đó,
+ Vận tốc thực vật: Vận tốc khi dòng nước yên lặng
+ Trên cùng một quãng đường ta sẽ luôn có thời gian và vận tốc là hai đại lượng có tỉ lệ nghịch.
Công thức tính vận tốc gió trong đường ống
Việc tính toán vận tốc gió trong đường ống rất quan trọng khi lắp đặt thông gió của kho lạnh hay các thiết bị điều hòa một cách phù hợp nhất. Bởi lẽ đây là yếu tố tác động trực tiếp tới vùng gió thổi ra từ bất kỳ một vị trí nào trong phòng.
Trong trường hợp vận tốc gió lớn hơn sẽ khiến cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng mạnh. Khi đó người dùng sẽ cảm thấy mát hơn, da khô hơn trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ.
Nếu như nhiệt độ không khí thấp, vận tốc gió của đường ống quá lớn sẽ gây cảnh giác lạnh. Vậy nên, tiêu chuẩn tính vận tốc gió trong đường ống sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ gió, độ ẩm, cường độ lao động và cả trạng thái sức khỏe con người…
Công thức tính vận tốc truyền âm
Chúng ta sẽ áp dụng công thức tính vận tốc quãng đường thời gian. Cụ thể như sau:
v = S/t . Trong đó:
+ v: Vận tốc truyền âm, đơn vị m/s
+ s: Quãng đường truyền âm, đơn vị m
+ t: Thời gian truyền âm.
Bài tập về tính vận tốc
Bài 1: Quãng đường AB dài 135 km. Ô tô đi từ A đến B hết 2 giờ 30 phút. Tính vận tốc của ô tô, biết dọc đường ô tô nghỉ 15 phút.
=> Giải:
Thời gian ô tô đi quãng đường AB [không kể thời gian nghỉ] là:
2 giờ 30 phút – 15 phút = 2 giờ 15 phút
2 giờ 15 phút = 2,25 giờ
Vận tốc của ô tô là:
135 : 2,25 = 60 [km/giờ]
Bài 2: Cùng trên một quãng đường 24 km, ô tô đi hết 24 phút còn lại còn xe máy đi hết 36 phút. Hỏi vận tốc xe nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu km/h?
=> Giải:
Đổi 24 phút = 0,4 giờ
36 phút = 0,6 giờ
Vận tốc của ô tô là :
24 : 0,4 = 60 [km/giờ]
Vận tốc của xe máy là:
24 : 0,6 = 40 [km/giờ]
Vận tốc của ô tô lớn hơn vận tốc của xe máy và lớn hơn là:
60 – 40 = 20 [km/ giờ]
Bài 3: Một ô tô đi từ A lúc 12 giờ 15 phút và đến B lúc 17 giờ 35 phút. Dọc đường ô tô nghỉ trong 1 giờ 5 phút . Hãy tính vận tốc của ô tô, biết quãng đường AB dài 170 km.
=> Giải:
Thời gian ô tô đi và nghĩ là:
17 giờ 35 phút – 12 giờ 15 phút = 5 giờ 20 phút
Thời gian ô tô đi là:
5 giờ 20 phút – 1 giờ 5 phút = 4 giờ 15 phút hay 4,25 giờ
Vận tốc của ô tô là:
170 : 4,25 = 40 [km/giờ]
Như vậy, với những kiến thức về vận tốc và công thức tính vận tốc mà chúng tôi vừa cập nhật trên đây, hy vọng sẽ giúp các bạn có thể dễ dàng áp dụng vào bài làm hoặc trong cuộc sống. Nếu có bất cứ câu hỏi, thắc mắc nào, hãy kiên hệ với chúng tôi để được tư vấn.