Từ 0 lên 100 km/h
plain
v₀ = 0 km/h, v = 100 km/h, t = 6,2 sĐổi đơn vị trước: 100 km/h = 100 · 1000/3600 = 27,78 m/s. Sau đó a = (27,78 − 0)/6,2 = 4,48 m/s², chưa đến một nửa gia tốc rơi tự do.
Tính gia tốc
Gia tốc từ độ biến thiên vận tốc, hoặc từ lực và khối lượng.
Cập nhật lần cuối
Muốn tự giải những bài này mà không cần máy tính?
Khóa học vật lý của Coddy dạy bạn phương pháp: bạn giải từng bài theo từng bước trên một bảng tương tác, và bảng sẽ chỉ ra bước nào bị sai.
Công thức tính gia tốc
Gia tốc cho biết vận tốc thay đổi nhanh đến đâu. Gia tốc trung bình trong một khoảng thời gian là a = (v − v₀)/t: vận tốc cuối trừ vận tốc đầu, chia cho thời gian thay đổi. Với vận tốc tính bằng m/s và thời gian tính bằng giây, đáp án có đơn vị mét trên giây bình phương, m/s².
Dấu rất quan trọng. Chọn chiều chuyển động là chiều dương, thì gia tốc âm nghĩa là đang chậm lại: một ô tô phanh từ 25 m/s đến dừng hẳn trong 5 s có a = (0 − 25)/5 = −5 m/s², tức giảm tốc 5 m/s². Nếu bạn biết lực thay vì vận tốc, định luật II Newton cho a = F/m: hợp lực 500 N tác dụng lên ô tô 1200 kg cho gia tốc 0,417 m/s².
Máy tính có một tab cho mỗi cách. Ở tab thứ nhất, điền ba trong bốn đại lượng gia tốc, vận tốc đầu, vận tốc cuối và thời gian, máy sẽ tìm đại lượng thứ tư; ở tab thứ hai, điền hai trong ba đại lượng gia tốc, lực và khối lượng. Tốc độ theo km/h, mph hoặc ft/s và khối lượng theo gam hoặc pound được đổi sang đơn vị SI trước, và mọi bước của lời giải đều được hiện ra.
Điều cần để ý
- m/s² đọc là mét trên giây, trên giây: gia tốc 3 m/s² cộng thêm 3 m/s vào vận tốc sau mỗi giây.
- Gia tốc âm khi vận tốc dương nghĩa là đang chậm lại. Khi vận tốc âm, nó lại nghĩa là đang nhanh lên theo chiều ngược lại, nên chỉ một dấu trừ không có nghĩa là đang phanh.
- a = (v − v₀)/t cho gia tốc trung bình trong khoảng thời gian đó. Nếu tốc độ thay đổi không đều trên đường đi, gia tốc tại một thời điểm có thể cao hơn hoặc thấp hơn.
- Trong a = F/m, F là hợp lực: phần còn lại sau khi cộng mọi lực đẩy và kéo lên vật, có tính đến hướng.
- Gần mặt đất, mọi vật rơi tự do đều có gia tốc 9,81 m/s², bất kể khối lượng, nếu bỏ qua sức cản không khí.
Cách tính gia tốc
Tìm độ biến thiên vận tốc
Vận tốc cuối trừ vận tốc đầu: v − v₀. Từ 0 lên 100 km/h thì độ biến thiên là 100 km/h.
Đổi sang m/s, và thời gian sang giây
km/h chia cho 3,6, mph nhân với 0,44704. 100 km/h bằng 27,78 m/s. Máy tính làm việc này và hiện hệ số đổi.
Chia cho thời gian
a = 27,78 / 6,2 = 4,48 m/s².
Kiểm tra dấu
Dương theo chiều bạn đã chọn, âm khi ngược chiều. Phanh trong lúc đang đi tới cho đáp án âm.
Gia tốc trong đời sống
Giá trị làm tròn từ a = (v − v₀)/t với các số liệu điển hình. Giá trị âm là đang chậm lại.
| Tình huống | Độ biến thiên vận tốc | Thời gian | Gia tốc |
|---|---|---|---|
| Xe buýt rời bến | 0 lên 50 km/h | 15 s | 0,93 m/s² |
| Ô tô gia đình | 0 lên 100 km/h | 10 s | 2,78 m/s² |
| Vận động viên chạy nước rút xuất phát | 0 lên 10 m/s | 2 s | 5 m/s² |
| Xe thể thao | 0 lên 100 km/h | 3 s | 9,26 m/s² |
| Hòn đá được thả rơi | 0 lên 29,43 m/s | 3 s | 9,81 m/s² |
| Ô tô phanh gấp | 100 km/h xuống 0 | 4 s | −6,94 m/s² |
Ví dụ có lời giải
Phanh đến khi dừng hẳn
plain
v₀ = 25 m/s, v = 0 m/s, t = 5 sa = (0 − 25)/5 = −5 m/s². Dấu trừ cho biết gia tốc ngược chiều chuyển động: ô tô mất 5 m/s tốc độ sau mỗi giây.
Từ lực và khối lượng
plain
F = 500 N, m = 1200 kgỞ tab lực và khối lượng, a = F/m = 500 / 1200 = 0,417 m/s². Giảm khối lượng đi một nửa thì cùng lực đó cho gia tốc gấp đôi.
Thời gian để đạt một tốc độ
plain
v₀ = 10 m/s, v = 20 m/s, a = 2 m/s²Để trống ô thời gian: t = (v − v₀)/a = (20 − 10)/2 = 5 s.
Lỗi thường gặp
- Trừ ngược chiều. Phải là vận tốc cuối trừ vận tốc đầu, v − v₀; đổi chỗ hai giá trị sẽ đảo dấu đáp án.
- Trộn km/h với giây. (100 − 0)/6,2 cho 16,1, đó là km/h mỗi giây, không phải m/s². Đổi tốc độ sang m/s trước.
- Nghĩ rằng gia tốc âm luôn có nghĩa là chậm lại. Nó chỉ có nghĩa gia tốc hướng theo chiều âm; một vật đang chuyển động theo chiều đó sẽ nhanh lên.
- Ghi đơn vị là m/s. Gia tốc có đơn vị m/s², tức thay đổi bấy nhiêu mét trên giây sau mỗi giây.
- Chỉ dùng một lực trong a = F/m khi có nhiều lực cùng tác dụng. Cộng các lực có tính đến hướng, rồi chia hợp lực cho khối lượng.
- Dùng gam trong a = F/m. Newton được định nghĩa theo kilôgam, 1 N = 1 kg·m/s², nên 500 g phải nhập là 0,5 kg.
Câu hỏi thường gặp về gia tốc
Công thức tính gia tốc là gì?
a = (v − v₀)/t: vận tốc cuối trừ vận tốc đầu, chia cho thời gian. Với vận tốc tính bằng m/s và thời gian tính bằng giây, đáp án có đơn vị m/s². Từ trạng thái nghỉ lên 27,78 m/s trong 6,2 s là 4,48 m/s².
Tính gia tốc từ lực và khối lượng thế nào?
Biến đổi định luật II Newton, F = ma, thành a = F/m. Hợp lực 500 N tác dụng lên ô tô 1200 kg cho 500 / 1200 = 0,417 m/s². Lực phải tính bằng newton và khối lượng tính bằng kilôgam.
Giảm tốc là gì?
Là gia tốc làm vật chậm lại. Khi chọn chiều chuyển động là chiều dương, nó có giá trị âm: từ 25 m/s đến dừng hẳn trong 5 s là −5 m/s², tức giảm tốc 5 m/s².
Đơn vị của gia tốc là gì?
Mét trên giây bình phương, m/s². Nghĩa là vận tốc thay đổi bấy nhiêu m/s sau mỗi giây. Gia tốc cũng được ghi theo ft/s² (1 ft/s² = 0,3048 m/s²) hoặc theo bội số của g, 9,81 m/s².
Tính gia tốc từ quãng đường và thời gian thế nào?
Xuất phát từ trạng thái nghỉ với gia tốc không đổi, s = ½at² biến đổi thành a = 2s/t², nên 100 m trong 10 s cho 2 · 100 / 10² = 2 m/s². Nếu có vận tốc ban đầu, dùng s = ut + ½at²; máy tính động học sẽ giải giúp bạn.
Gia tốc có phải là đại lượng vectơ không?
Có. Gia tốc có độ lớn và hướng, là hướng của độ biến thiên vận tốc. Đó là lý do dấu của đáp án quan trọng, và vì sao một ô tô vào cua với tốc độ không đổi vẫn đang có gia tốc.
Vật rơi có gia tốc bao nhiêu?
Khoảng 9,81 m/s² gần mặt đất, bất kể khối lượng, khi sức cản không khí nhỏ. Trên Mặt Trăng là 1,62 m/s². Sau 3 s rơi từ trạng thái nghỉ trên Trái Đất, vận tốc là 29,43 m/s.
