🏎️vận tốc

Định nghĩa. Vận tốc là một đại lượng vectơ đặc trưng cho tính nhanh chậm và chiều của chuyển động, được xác định bằng thương số giữa độ dịch chuyển $\Delta \vec{r}$ và khoảng thời gian $\Delta t$ thực hiện độ dịch chuyển đó: $\vec{v} = \dfrac{\Delta \vec{r}}{\Delta t}$.

Hiểu bằng hình ảnh. Tốc độ chỉ cho bạn biết xe đang chạy 60 km/h. Nhưng vận tốc còn cho biết thêm xe đang chạy 60 km/h về hướng Bắc. Nó vừa có con số vừa có hướng đi rõ ràng!

Công thức cần nhớ

• Chuyển động thẳng đều: $v = \dfrac{s}{t}$
• Chuyển động biến đổi đều: $v = v_0 + at$
• Công thức liên hệ không thời gian: $v^2 - v_0^2 = 2as$
• Vận tốc tức thời (đạo hàm): $v(t) = s'(t)$

Ví dụ giải từng bước. Một ô tô đang chạy với vận tốc ban đầu $v_0 = 10$ m/s thì đạp phanh, chuyển động chậm dần đều với gia tốc $a = -2$ m/s$^2$. Tính vận tốc của ô tô sau $3$ giây.

• Bước 1: Viết công thức vận tốc theo thời gian: $v = v_0 + at$.
• Bước 2: Thay các giá trị $v_0 = 10$, $a = -2$, $t = 3$ vào công thức.
• Bước 3: Tính toán: $v = 10 + (-2) \times 3 = 10 - 6 = 4$ m/s.
• Bước 4: Kết luận sau 3 giây vận tốc ô tô giảm xuống còn 4 m/s.

Cách nhận biết. Đơn vị m/s, km/h, ký hiệu $v$, bài toán liên quan đến quãng đường $s$ và thời gian $t$.

Lỗi hay gặp:

• Nhầm lẫn giữa Tốc độ (Speed - đại lượng vô hướng luôn $\ge 0$) và Vận tốc (Velocity - đại lượng vectơ có thể âm hoặc dương tùy chiều chọn).
• Quên đổi đơn vị giữa km/h và m/s ($1 \text{ m/s} = 3,6 \text{ km/h}$).

Liên hệ thực tế. Hệ thống định vị GPS trên smartphone liên tục tính toán vận tốc chuyển động của bạn để đưa ra ước tính thời gian đến nơi chính xác nhất.

Mẹo làm trắc nghiệm. Đổi từ km/h sang m/s: Chia cho $3,6$. Đổi từ m/s sang km/h: Nhân với $3,6$.