Chạy nước rút 100 m
plain
d = 100 m, t = 9,58 sv = d/t = 100 / 9,58 = 10,44 m/s, tức 37,58 km/h hoặc 23,35 mph. Đây là giá trị trung bình cả cuộc đua: vận động viên chậm hơn lúc rời bàn đạp xuất phát và nhanh hơn về sau.
Tính vận tốc
Vận tốc từ quãng đường và thời gian, hoặc vận tốc cuối từ gia tốc, với mọi đơn vị.
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.
Cách tính vận tốc
Vận tốc cho biết một vật chuyển động nhanh đến đâu và theo hướng nào. Cách đơn giản nhất để tìm vận tốc là chia quãng đường đi được cho thời gian đi hết quãng đường đó: v = d/t (sách giáo khoa Việt Nam thường viết v = s/t). Với d tính bằng mét và t tính bằng giây, kết quả có đơn vị mét trên giây. Kỷ lục thế giới 100 m của Usain Bolt, 9,58 s, tương ứng 100 / 9,58 = 10,44 m/s.
Khi bạn biết gia tốc, hãy dùng v = v₀ + at: vận tốc cuối bằng vận tốc đầu v₀ cộng gia tốc nhân thời gian. Một hòn đá được thả rơi từ trạng thái nghỉ rơi với gia tốc 9,81 m/s², nên sau 3 s nó đạt 0 + 9,81 · 3 = 29,43 m/s, khoảng 106 km/h, nếu bỏ qua sức cản không khí.
Máy tính có một tab cho mỗi công thức. Điền các giá trị bạn đã biết, để trống giá trị cần tìm, máy tính sẽ giải ra vận tốc, quãng đường, thời gian, vận tốc đầu hoặc gia tốc, tùy đại lượng nào còn thiếu. Kilômét, dặm, giờ, km/h và mph được đổi sang đơn vị SI trước, và đáp án được hiện theo đơn vị bạn chọn cùng mọi đơn vị tốc độ khác.
Những điều cần để ý
- Tốc độ cho biết nhanh đến đâu; vận tốc cho biết nhanh đến đâu và theo hướng nào. 20 m/s là một tốc độ; 20 m/s về phía bắc là một vận tốc.
- v = d/t cho giá trị trung bình. Một ô tô đi 120 km trong 2 giờ có tốc độ trung bình 60 km/h, dù có dừng đèn đỏ và chạy nhanh hơn ở những đoạn khác.
- Với vận tốc, d là độ dịch chuyển, tức độ thay đổi vị trí theo đường thẳng. Nếu nhập chiều dài cả quãng đường đi được, đáp án sẽ là tốc độ trung bình. Chạy một vòng sân 400 m trong 50 s có tốc độ trung bình 8 m/s nhưng vận tốc trung bình bằng 0, vì bạn kết thúc ở đúng chỗ xuất phát.
- Vận tốc có thể âm. Dấu trừ nghĩa là nó hướng ngược với chiều bạn chọn là dương.
- v = v₀ + at chỉ đúng khi gia tốc không đổi, như khi rơi tự do hoặc phanh đều.
- 1 m/s bằng 3,6 km/h và khoảng 2,24 mph.
Cách tính vận tốc
Chọn công thức
Biết độ dịch chuyển và thời gian: v = d/t, tab thứ nhất. Biết vận tốc đầu, gia tốc và thời gian: v = v₀ + at, tab thứ hai.
Đổi các giá trị sang đơn vị SI
Mét, giây, m/s và m/s². 42,195 km là 42.195 m và 2 h là 7200 s; máy tính tự đổi đơn vị và hiện các bước đổi.
Chia, hoặc nhân rồi cộng
v = d/t = 42.195 / 7200 = 5,86 m/s. Hoặc v = v₀ + at = 0 + 9,81 · 3 = 29,43 m/s.
Đọc đáp án theo đơn vị bạn cần
Nhân m/s với 3,6 để ra km/h, hoặc chia cho 0,44704 để ra mph. 5,86 m/s là 21,1 km/h.
Các công thức vận tốc và dạng biến đổi
Mỗi công thức được giải theo từng ẩn, kèm một ví dụ tính sẵn.
| Cần tìm | Công thức | Ví dụ | Đáp án |
|---|---|---|---|
| Vận tốc | v = d/t | 100 m trong 9,58 s | 10,44 m/s |
| Quãng đường | d = vt | 100 km/h trong 3 giờ | 300 km |
| Thời gian | t = d/v | 300 km với 100 km/h | 3 giờ |
| Vận tốc cuối | v = v₀ + at | Từ trạng thái nghỉ, 9,81 m/s² trong 3 s | 29,43 m/s |
| Vận tốc đầu | v₀ = v − at | 20 m/s sau 5 s với 2 m/s² | 10 m/s |
| Gia tốc | a = (v − v₀)/t | Từ 0 lên 100 km/h trong 6,2 s | 4,48 m/s² |
Ví dụ có lời giải
Chạy marathon trong hai giờ
plain
d = 42,195 km, t = 2 hĐổi đơn vị trước: 42,195 km = 42.195 m và 2 h = 7200 s. Sau đó v = 42.195 / 7200 = 5,86 m/s, tức 21,1 km/h hoặc 13,1 mph.
Hòn đá thả rơi sau 3 s
plain
v₀ = 0 m/s, a = 9,81 m/s², t = 3 sv = v₀ + at = 0 + 9,81 · 3 = 29,43 m/s, khoảng 106 km/h. Mỗi giây rơi thêm 9,81 m/s, miễn là sức cản không khí còn nhỏ.
Một chuyến đi mất bao lâu
plain
d = 300 km, v = 100 km/hĐể trống ô thời gian và chọn đơn vị giờ: t = d/v. Theo SI, đó là 300.000 m / 27,78 m/s = 10.800 s, tức 3 giờ.
Những lỗi thường gặp
- Trộn lẫn đơn vị. 42,195 km chia cho 2 h là 21,1 km/h, không phải 21,1 m/s. Đổi cả hai sang mét và giây, hoặc giữ km và h rồi đọc đáp án theo km/h.
- Coi giá trị trung bình là tốc độ cao nhất. v = d/t là trung bình của cả chuyến đi; lúc nhanh nhất còn nhanh hơn thế.
- Dùng cả quãng đường đi được để tính vận tốc. Sau một vòng trọn vẹn, độ dịch chuyển bằng 0, nên vận tốc trung bình bằng 0, dù tốc độ trung bình thì không.
- Bỏ mất dấu. Nếu chiều tiến là dương, vận tốc −5 m/s nghĩa là đang lùi với tốc độ 5 m/s.
- Dùng v = v₀ + at khi gia tốc thay đổi. Công thức chỉ đúng với gia tốc không đổi.
- Chia thời gian cho quãng đường. t/d cho ra giây trên mét, nghịch đảo của tốc độ. Vận tốc là quãng đường chia cho thời gian.
Câu hỏi thường gặp về vận tốc
Làm sao tính vận tốc?
Chia độ dịch chuyển cho thời gian: v = d/t. Nếu bạn biết vận tốc đầu, gia tốc và thời gian, hãy dùng v = v₀ + at. Với giá trị tính bằng mét và giây, cả hai đều cho kết quả theo mét trên giây.
Công thức tính vận tốc là gì?
Vận tốc trung bình là v = d/t, độ dịch chuyển chia cho thời gian. Vận tốc cuối khi gia tốc không đổi là v = v₀ + at. 100 m trong 9,58 s là 10,44 m/s; rơi tự do 3 s từ trạng thái nghỉ là 29,43 m/s.
Tốc độ và vận tốc khác nhau thế nào?
Tốc độ chỉ cho biết nhanh đến đâu; vận tốc còn cho biết theo hướng nào. Tốc độ trung bình là cả quãng đường đi được chia cho thời gian, vận tốc trung bình là độ dịch chuyển chia cho thời gian. Trên một chuyến đi thẳng một chiều, hai giá trị bằng nhau; trên một chuyến đi khứ hồi, vận tốc trung bình bằng 0.
Làm sao tính vận tốc cuối khi không biết thời gian?
Dùng phương trình động học v² = v₀² + 2as, trong đó s là độ dịch chuyển. Một ô tô chạy 20 m/s phanh với 5 m/s² trên quãng 30 m sẽ còn √(400 − 300) = 10 m/s. Các tab trên trang này cần thời gian; máy tính động học giải được phương trình này.
Làm sao đổi m/s sang km/h hoặc mph?
Nhân với 3,6 để ra km/h, vì 1 m/s là 3600 m mỗi giờ, tức 3,6 km. Để ra mph, chia cho 0,44704. 10 m/s là 36 km/h hoặc 22,4 mph.
Vận tốc có thể âm không?
Có. Dấu cho biết hướng: khi đã chọn chiều dương, vận tốc âm nghĩa là chuyển động theo chiều ngược lại. Tốc độ là độ lớn của vận tốc và không bao giờ âm.
Vận tốc có đơn vị là gì?
Đơn vị SI là mét trên giây, m/s. km/h, mph, ft/s và hải lý trên giờ (knot) cũng thường dùng; máy tính đổi qua lại giữa tất cả các đơn vị này và hiện đáp án theo từng đơn vị.
