Vận tốc là đại lượng xuất hiện rất nhiều trong các môn Toán Học, Vật Lý và cả trong cuộc sống hằng ngày. Tuy nhiên, theo thời gian nên nhiều người đã quên đi công thức tính vận tốc. Nếu các bạn đang không nhớ rõ mà cần phải tìm hiểu thì hãy theo dõi bài viết này nhé!
Tìm hiểu về vận tốc và các công thức tính vận tốc
Vận tốc là gì?
Vận tốc là một đại lượng được dùng để mô tả mức độ chuyển động nhanh hay chậm của một vật nào đó. Do đó, vận tốc sẽ được xác định dựa trên quãng đường mà vật đó đã đi được trong một đơn vị thời gian. Đại lượng này sẽ được biểu diễn theo vectơ và độ dài của vectơ sẽ cho biết được tốc độ chuyển động nhanh hay chậm của vật đó.Chiều vectơ hiển thị chính là chiều chuyển động.
Vận tốc chạy bộ
Như vậy, vận tốc là một đại lượng hữu hướng. Các bạn cần phải phân biệt được với tốc độ – một đại lượng vô hướng đơn thuần được sử dụng chỉ để mô tả tính nhanh, chậm của chuyển động. Tốc độ chính là độ lớn của vectơ vận tốc.
Các bạn có thể hiểu đơn giản là vận tốc để chỉ quãng đường mà vật di chuyển được trong một đơn vị thời gian. Độ lớn của vận tốc sẽ cho ta biết được chính xác mức độ nhanh hay chậm của chuyển động.
Công thức tính vận tốc quãng đường thời gian
Trong chuyển động thẳng đều thì vận tốc sẽ được tính theo công thức:
V=ST
Trong đó:
- V: Là vận tốc
- S: Là quãng đường mà vật chuyển động được
- T: là thời gian để di chuyển hết quãng đường s.
Từ công thức tính bên trên, chúng ta có thể dễ dàng tính được giá trị của 2 đại lượng quãng đường và thời gian.
- Khi biết được giá trị của vận tốc và thời gian, công thức tính quãng đường sẽ là: S= V*T.
- Khi biết được vận tốc và quãng đường, công thức tính thời gian là: T=S/V.
Đơn vị của vận tốc sẽ phụ thuộc theo đơn vị độ dài của quãng đường và của thời gian. Trong hệ thống đo lường SI, thì quãng đường được đo bằng đơn vị mét (m), thời gian được đo theo giây (s). Vậy nên chúng 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. Vậy nên khi giải quyết những bài toán liên quan đến vận tốc, thì các bạn cần xem thời gian, quãng đường đã cùng 1 đơn vị hay chưa. Nếu chưa cùng thì phải thực hiện đổi ngay.
Cách đổi đơn vị của vận tốc trong vật lý cũng khá là đơn giản:
- 1m/s= 3.6 km/h
- 1km/h= 0.28 m/s
Vận tốc được sử dụng trong các trường hợp nào?
Vận tốc là đơn vị được sử dụng để đo tốc độ nhanh hay chậm của một vật nào đó. Vậy nên được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, hoạt động khác nhau trong cuộc sống. Một số trường hợp điển hình sử dụng đại lượng vận tốc như: Đo lường tốc độ của phương tiện đi lại, của một vật nào đó,…
Đại lượng vận tốc được sử dụng nhiều trong cuộc sống
Thông qua đại lượng này sẽ giúp các bạn đánh giá chính xác được hiệu quả làm việc của các thiết bị, phương tiện và cả con người. Vậy nên vận tốc ngày càng được ứng dụng phổ biến và trở nên quen thuộc với rất nhiều người.
Vận tốc trung bình là gì?
Vận tốc trung bình của một vật chính là vận tốc của vật đó khi bị thay đổi theo thời gian. Vận tốc trung bình là thương số giữa sự thay đổi vị trí trong khoảng thời gian đang xét và khoảng thời gian đó. Công thức tính đại lượng vận tốc trung bình như sau:
vtb = r – r0t – t0= rt
Trong đó:
- vtblà vận tốc trung bình
- r là vị trí cuối
- r0là vị trí đầu
- t là thời điểm cuối
- t0 là thời điểm đầu
So sánh vận tốc trung bình và tốc độ trung bình
Ở những khoảng thời gian khác nhau, vận tốc trung bình sẽ mang các giá trị khác nhau. Vậy nên các bạn cần phải phân biệt được vận tốc trung bình so với tốc độ trung bình như thế nào. Thực chất tốc độ chính là độ lớn của vận tốc, luôn luôn là một con số không âm. Trong khi đó, vận tốc thể hiện chiều chuyển động nên có thể là một số âm hoặc dương. Chi tiết như sau:
- Vận tốc đặc trưng cho chiều, độ nhanh hoặc chậm của vật đang chuyển động tại thời điểm đó. Vận tốc có thể mang những giá trị âm hoặc dương. Vận tốc trung bình trong thời gian một chu kỳ sẽ luôn bằng 0.
- Tốc độ lại đặc trưng cho độ nhanh hoặc chậm của chuyển động tại thời điểm đó, luôn có giá trị dương và khác 0.
Một số công thức tính đại lượng vận tốc liên quan khác
Vận tốc góc
Vận tốc góc chuyển động quay của một vật thể là đại lượng vectơ thể hiện được mức độ thay đổi vị trí góc và hướng của sự chuyển động này theo thời gian. Độ lớn của vận tốc góc bằng với tốc độ góc và hướng vectơ vận tốc góc. Đại lượng này được xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Công thức tính vận tốc góc là: ω = ddt và ω là ký hiệu của vectơ vận tốc góc.
Vận tốc góc
Vận tốc tức thời
Vận tốc tức thời là đại lượng dùng để mô tả sự nhanh hay chậm, chiều chuyển động của một vật nào đó tại một thời điểm. Nếu vận tốc trung bình cho biết được cái nhìn tổng quát về vận tốc trong một khoảng thời gian xác định thì vận tốc tức thời sẽ giúp các bạn đánh giá được cụ thể đại lượng này tại một thời điểm.
Công thức tính vận tốc tức thời tại một thời điểm dựa theo vận tốc trung bình trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ được tính tại thời điểm đó là:
vth= r – r0t – t0= rt
Công thức toán học bên trên cho ta xác định được khi khoảng thời gian được xét tiến dần đến mức 0 thì vận tốc trung bình sẽ dần tiến đến vận tốc tức thời tại thời điểm t0. Giới hạn này sẽ đồng nghĩa với đạo hàm của vị trí theo thời gian. Vận tốc tức thời sẽ được tính như sau:
vth= drdt
Trong đó:
- vth là vận tốc tức thời
- r vị trí ban đầu
- t là thời gian
Những bài tập và công thức liên quan đến vận tốc
Vận tốc là kiến thức rất quan trọng trong các bộ môn khối khoa học tự nhiên. Dưới đây là một số dạng bài tập công thức liên quan đến đại lượng vận tốc mà các bạn cần nắm rõ để vận dụng trong thực tiễn cũng như thi cử.
Công thức tính vận tốc dòng nước
Trong trường hợp vật chuyển động ngược dòng, chúng ta sẽ có thêm lực cản của dòng nước. Ngược lại, khi chuyển động xuôi dòng sẽ có thêm vận tốc dòng nước.
Công thức tính vận tốc ngược chiều:
- Vận tốc khi ngược dòng = Vận tốc thực vật – Vận tốc dòng nước
Tính vận tốc ngược dòng
Công thức tính vận tốc xuôi chiều là:
- Vận tốc khi xuôi dòng = Vận tốc thực vật + Vận tốc dòng nước
Như vậy tùy theo yêu cầu của từng bài tập, chúng ta sẽ có công thức tính vận tốc dòng chảy khác nhau phụ thuộc vào chiều chuyển động của vật đó. Trong đó:
- Vận tốc thực vật: Là vận tốc khi dòng nước yên lặng
- Trên cùng một quãng đường thì thời gian và vận tốc chính là hai đại lượng có tỉ lệ nghịch với nhau.
Vận tốc băng tải
Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc vào dung lượng, độ rộng của băng và đặc tính của vật liệu cần phải vận chuyển. Sử dụng băng tải có độ rộng hẹp chuyển động với vận tốc cao là hiệu quả nhất, nhưng vận hành băng tải có độ rộng lớn lại dễ dàng hơn nhiều so với băng tải hẹp.
Vận tốc băng tải thường được tính toán nhằm mục đích đạt được lưu lượng vận chuyển theo yêu cầu của công việc. Công thức tính vận tốc băng tải như sau:
V = Qt60.A.γ.s (m/phút)
Trong đó:
- Qt: Là lưu lượng vận chuyển có đơn vị tấn/giờ
- A: Là diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)
- γ: Là khối lượng riêng cần tính toán của khối vật liệu (tấn/m3)
- V: là vận tốc băng tải (m/phút)
- s: Là hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng hay còn gọi là độ dốc của băng tải
Công thức tính vận tốc nước chảy trong ống
Vận tốc của nước chảy trong ống giúp cho các bạn xác định được tốc độ dòng nước nhanh hay chậm. Công thức tính như sau:
v = QA= 2gh
* Trong đó:
- Q: Là lưu lượng dòng chảy
- A: là tiết diện mặt ngang, là mặt phẳng cắt ngang của ống nước. Công thức tính của tiết diện là: A(tiết diện) = S (mặt phẳng tròn) = 3.14 x r²
- v: Là vận tốc (tốc độ dòng chảy)
- g là đại lượng đo gia tốc có giá trị bằng 9.81
- h là chiều cao của cột nước có đơn vị m
Tính vận tốc của nước chảy trong ống
Vận tốc cắt khi phay
Vận tốc cắt được nhà sản xuất khuyến cáo cho từng sản phẩm và từng công dụng cho từng dụng cụ cắt gọt cụ thể. Tuy nhiên, để vận hành được chế độ cắt theo khuyến cáo thì cần đảm bảo được các yếu tố như độ cứng vững của máy, giá kẹp tốt,…
Công thức tính vận tốc cắt khi phay là:
vc = .Dm.n1000
Trong đó:
- Vc: Tốc độ cắt (m/min)
- n: Số vòng quay trục chính (RPM)
- Dm: Đường kính phôi (mm)
Bên trên là những thông tin chúng tôi chia sẻ cho các bạn về vận tốc là gì? Các công thức vận tốc. Hy vọng bài viết sẽ mang đến cho các bạn những thông tin cần thiết nhất cho các bạn. Nếu thấy bài viết này mang lại những kiến thức hữu ích thì hãy like, share và comment ở bên dưới nhé.