Công thức tính vận tốc Cách tính vận tốc

Vận tốc là một đại lượng vật lý mô tả mức độ nhanh hay chậm của chuyển động. Đây là một trong những kiến thức quan trọng trong chương trình học môn Vật lí 8.

Trong bài viết dưới đây Download.vn sẽ giới thiệu đến các bạn toàn bộ kiến thức về vận tốc như: định nghĩa, công thức tính vận tốc, công thức tính vận tốc trung bình, đơn vị vận tốc và một số bài tập kèm theo. Qua tài liệu này các bạn lớp 8 sẽ nắm vững được kiến thức về công thức tính vận tốc để giải nhanh các bài tập vật lí.

1. Vận tốc là gì?

Vận tốc là đại lượng mô tả mức độ nhanh chậm và chiều của chuyển động. Vận tốc được xác định dựa trên đường đi được trong một đơn vị thời gian. Vận tốc được biểu diễn bởi vectơ, độ dài của vectơ vận tốc cho biết tốc độ nhanh hay chậm của chuyển động, chiều của vectơ hiển thị chiều của chuyển động.

Hiểu theo cách đơn giản: Vận tốc là quãng đường vật di chuyển được trong 1 giây. Độ lớn của vận tốc cho biết mức độ nhanh, chậm của chuyển động và được tính bằng độ dài quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.

2. Công thức tính vận tốc

1. Công thức chung

Trong đó:

• v là vận tốc
• s là quãng đường đi được
• t là thời gian vật di chuyển

Từ công thức tính vận tốc, bạn có thể tính được 2 đại lượng quãng đường, thời gian.

Công thức tính quãng đường khi biết được vận tốc và thời gian: s = v.t

Công thức tính thời gian khi biết vận tốc và quãng đường: \(t\ =\ \frac{s}{v}\)

Ví dụ: Một xe ô tô đi một quãng đường dài 250km trong vòng 5 giờ.

Vận tốc của ô tô là \(v\ =\ \frac{s}{t} = \ \frac{250}{50}\) = 50 km/h.

3. Công thức tính vận tốc trung bình

Tính vận tốc trung bình

Người ta định nghĩa vận tốc trung bình là tỉ số giữa sự thay đổi vị trí của vật trong khoảng thời gian đang xét và khoảng thời gian đó.

Trong đó:

• v (tb) là vận tốc trung bình
• r là vị trí lúc sau, r₀ là vị trí lúc đầu
• t là thời điểm cuối, t₀ là thời điểm đầu
• (r - r₀) là độ dịch chuyển

4. Công thức tính vận tốc góc

Vận tốc góc là đại lượng vectơ thể hiện mức độ thay đổi theo thời gian vị trí góc của vật và hướng của sự chuyển động này khi vật chuyển động quay tròn đều.

Trong đó:

• ω là tốc độ góc
• dφ/dt là đạo hàm của góc quay θ sau thời gian t

5. Công thức tính vận tốc tức thời

Vận tốc tức thời cho biết mức độ nhanh chậm của chuyển động của vật tại một điểm bất kỳ trên đường đi.

Trong đó:

• v (tt) là vận tốc tức thời
• dr / dt là đạo hàm của vị trí theo thời gian

6. Công thức tính vận tốc lưu lượng dòng nước

Lưu lượng dòng chảy được xác định công thức tính khác nhau áp dụng cho các trường hợp khác nhau như, tính lưu lượng dòng chảy qua ống tròn, qua bình lọc hay qua máy bơm, máy gia nhiệt…. Sau đây công thức tính lưu lượng của dòng nước chạy qua ống tròn:

Trong đó:

• v: vận tóc dòng chảy
• A: Tiết diện diện tích vecto/bề mặt

7. Đơn vị của vận tốc

- Đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào đơn vị độ dài và đơn vị thời gian.

- Đơn vị hợp pháp của vận tốc là mét trên giây (m/s) và kilômét trên giờ (km/h)

• Mối liên hệ giữa m/s và km/h:

\(1 \mathrm{m} / \mathrm{s}=\frac{0,001}{\frac{1}{3600}}=3,6 \mathrm{km} / \mathrm{h}\)

\(1 \mathrm{km} / \mathrm{h}=\frac{1000}{3600} \approx 0,28 \mathrm{m} / \mathrm{s}\)

- Độ lớn của vận tốc được đo bằng dụng cụ gọi là tốc kế (hay đồng hồ vận tốc). Tốc kế thường gắn trên xe ô tô, xe máy để đo vận tốc chuyển động của xe.

- Độ lớn của vận tốc được đo bằng dụng cụ gọi là tốc kế (hay đồng hồ vận tốc). Tốc kế thường gắn trên xe ô tô, xe máy để đo vận tốc chuyển động của xe.

Lưu ý:

+ Trong hàng hải người ta thường dùng “nút” làm đơn vị đo vận tốc:

1 nút = 1 hải lý/h = 1,852 km/h = 0,514 m/s hay 1m/s = nút.

+ Vận tốc ánh sáng: 300.000 km/s.

• Đơn vị độ dài người ta còn dùng là “năm ánh sáng”.

• Năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng truyền đi trong thời gian một năm.

• Năm ánh sáng = 9,4608 . 10¹² km ≈ 10¹⁶m.

Ví dụ: Khoảng cách từ ngôi sao gần nhất đến Trái Đất là 4,3 năm ánh sáng (gần bằng 43 triệu tỉ mét).

8. Sự khác nhau của vận tốc và tốc độ

Nếu vận tốc là vectơ có hướng thì tốc độ lại là một đại lượng vô hướng. Tốc độ là độ lớn của vận tốc. Ví dụ, một xe máy chuyển động với vận tốc không đổi 40 km/h trên một đường tròn có tốc độ không đổi. Khi đi hết một đường tròn thì tốc độ của nó vẫn là 20 km/h, nhưng vận tốc của nó là 0 vì nó đi về vị trí ban đầu.

9. Bài tập tính vận tốc

Bài 1: Dụng cụ để xác định sự nhanh chậm của chuyển động của một vật gọi là

A. vôn kế

B. nhiệt kế

C. tốc kế

D. ampe kế

Tốc kế là dụng cụ để xác định tốc độ tức là sự nhanh chậm của chuyển động của một vật

⇒ Đáp án C

Bài 2: Độ lớn của vận tốc có thể cung cấp cho ta thông tin gì về chuyển động của vật?

A. Cho biết hướng chuyển động của vật.

B. Cho biết vật chuyển động theo quỹ đạo nào.

C. Cho biết vật chuyển động nhanh hay chậm.

D. Cho biết nguyên nhân vì sao vật lại chuyển động được.

Độ lớn của vận tốc cho ta biết vật chuyển động nhanh hay chậm

⇒ Đáp án C

Bài 3: Chuyển động của phân tử hiđro ở 0^oC có vận tốc 1692 m/s, của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất có vận tốc 28800 km/h. Hỏi chuyển động nào nhanh hơn?

A. Chuyển động của phân tử hiđro nhanh hơn.

B. Chuyển động của vệ tinh nhân tạo của Trái Đất nhanh hơn.

C. Hai chuyển động bằng nhau.

D. Tất cả đều sai.

V_H = 1692 m/s

\(\mathrm{V}_{\mathrm{D}}=\frac{28800.1000}{3600}=8000 \mathrm{~m} / \mathrm{s}\)

⇒ V_H < V_D

⇒ Chuyển động của vệ tinh nhân tạo nhanh hơn

⇒ Đáp án B

Bài 4: Đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào

A. đơn vị chiều dài

B. đơn vị thời gian

C. đơn vị chiều dài và đơn vị thời gian.

D. các yếu tố khác.

Đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào đơn vị chiều dài và đơn vị thời gian

⇒ Đáp án C

Bài 5: Trái Đất quay quanh Mặt Trời một vòng trong thời gian một năm (trung bình là 365 ngày). Biết vận tốc quay của Trái Đất bằng 108000 km/h. Lấy π ≈ 3,14 thì giá trị trung bình bán kính quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời là:

A. 145 000 000 km

B. 150 000 000 km

C. 150 649 682 km

D. 149 300 000 km

Trong một năm Trái Đất quay: s = v.t = 365.24.108000 = 946080000 km

Bán kính Trái Đất: \(\mathrm{R}=\frac{\mathrm{S}}{2 \pi}=150649682 \mathrm{~km}\)

⇒ Đáp án C

Bài 6: Trong đêm tối từ lúc thấy tia chớp lóe sáng đến khi nghe thấy tiếng bom nổ khoảng 15 giây. Hỏi chỗ bom nổ cách người quan sát bao xa? Biết vận tốc truyền âm trong không khí bằng 340 m/s.

A. 5100 m

B. 5000 m

C. 5200 m

D. 5300 m

Bom nổ cách người quan sát: s = v.t = 340.15 = 5100 m

⇒ Đáp án A

Bài 7: Nhà vô địch Olympic Athene chạy 100m hết 9,86s và một người đi xe đạp với vận tốc 15 km/h; hỏi người nào có vận tốc lớn hơn?

Giải:

Vận tốc của nhà vô địch Olympic Athene là: \(\mathrm{v}_1=\frac{\mathrm{s}_1}{\mathrm{t}_1}=\frac{100}{9,86}=10,14\) (m/s)

Vận tốc của người đi xe đạp: v2 = 15 km/h =15.0,28 m/s = 4,2 (m/s).

So sánh: v1 > v2.

Vậy nhà vô địch Olympic Athene có vận tốc lớn hơn người đi xe đạp.