Công thức tính vận tốc trung bình dễ hiểu nhất

1. Khái niệm vận tốc và vận tốc trung bình

1.1 Khái niệm vận tốc

Vận tốc là một từ ngữ rất quen thuộc, nó có tồn tại cả trong cuộc sống cũng như là một khái niệm rất quen thuộc được xuất hiện trong các đề thi của các học sinh bậc Trung học cơ sở và Trung học phổ thông (khái niệm này được xuất hiện trong một Vật lý và là một trong những các dạng đề thi nằm trong môn Vật lý của học sinh). 

Khái niệm về vận tốc và các công thức xác định về vật tốc là một trong những nội dung năm trong chương trình học của học sinh lớp 8, cụ được giới thiệu tại chương: Cơ học trong Sách giáo khoa Vật lý lớp 8. Theo vật lý thì vận tốc được hiểu là một đại lượng được dùng để mô tả mức độ nhanh hay chậm và mô tả về chiều chuyển động của một sự vật. Khi xác định vận tốc thì đơn vị đo vận tốc sẽ phải phụ thuộc vào đơn vị đo độ dài của quãng đường di chuyển và phụ thuộc vào đơn vị đo thời gian khi di chuyển hết quãng đường đấy. Hệ thống đo lường trong vật lý được sử dụng hệ thống đo lường SI, trong đó được xác định như sau: 

- Đơn vị đo quãng đường được đo bằng đơn vị mét (m);

- Đơn vị đo thời gian di chuyển được đo theo đơn vị giây (s).

Như đã phân tích ở trên thì đơn vị đo lường vận tốc được xác định phụ thuộc theo đơn vị đo quãng đường và đơn vị đo thời gian. Do đó đơn vị đo vận tốc được xác định là đơn vị mét trên giây (m/s).

Như vậy: Có thể hiểu một cách ngắn gọn nhất vận tốc là quãng đường di chuyển của một người hay một vật có thể di chuyển được trong vòng một giây (cũng có thể quy đổi ra các đại lượng đo thời gian khác nhau, ví dụ như phút, giờ,.....). Trong vật lý thì vận tốc được coi là một địa lượng đo hữu hướng (xác định được hướng) để mô tả, xác định cụ thể tốc độ nhanh hay chậm của một người hoặc một sự vật. 

1.2 Khái niệm vận tốc trung bình

Giống như khái niệm về vận tốc, thì vận tốc trung bình cũng là một đại lượng vật lý được dùng để xác định tốc độ di chuyển nhanh hay chậm cũng như là định hướng hướng di chuyển của một người hay một sự vật. Tuy nhiên vận tốc trung bình được xác định là vận tốc của một người hay một vật, nhưng vận tốc này có sự biến đổi, thay đổi theo thời gian di chuyển của người hay vật đó (đây được xác định là sự biến động vị trí trong thời gian di chuyển hết quãng đường đang được xét)

2. Công thức tính vận tốc trung bình

Vận tốc trung bình được xác định theo công thức như sau: 

Các ký hiệu trong công thức được xác định như sau: 

- v: là ký hiệu của vận tốc trung bình cần xác định;

- s: là ký hiệu của tổng quãng đường mà người hay vật đó di chuyển được trong một khoảng thời gian nhất định;

- t: là ký hiệu của thời gian mà người hay vật di chuyển hết quãng đường

- s1, s2, ...... sn là ký hiệu của những quãng đường mà người hay vật di chuyển được trong tưừng khoảng thời gian nhất định (tương ứng là t1, t2, .... tn)

3. Một số ví dụ về tính vận tốc trung bình

3.1 Ví dụ 1: Dạng tính vận tốc trung bình

Đề bài: Anh A lái xe đi từ vị trí B đến vị trí D (khoảng cách từ B đến D là 60km). Ban đầu xe chạy với vận tốc là 40km/h, sau khi đi được 20km (vị trí C) thì vì đường gồ ghề khó đi nên xe bắt đầu giảm tốc độ và chạy với tốc độ là 20km/h cho đến hết khi đi đến vị trí D. Hãy xác định vận tốc trung bình của xe trên đoạn đường B đến D.

Giải

Quy ước:

- Quãng đường từ B đến C là s1; quãng đường từ C đến D là s2;

- Thời gian di chuyển từ B đến C là t1; thời gian di chuyển từ C đến D là t2;

- Vận tốc từ B đến C là v1; vận tốc từ C đến D là v2.

Thời gian di chuyển từ B đến C là: t1 = s1/v1 = 20/40 = 0,5h 

Quãng đường từ C đến D là: s2 = Tổng quãng đường BD - Quãng đường BC = 60 - 20 = 40km

Thời gian di chuyển từ C đến D là: t2 = s2/v2 = 40/20 = 2h 

Vận tốc trung bình di chuyển hết quãng đường BD là: v = s/t = (s1 + s2)/(t1 + t2) = 60/(0.5 + 2) = 24 km/h 

3.2 Ví dụ 2: Cho vận tốc trung bình và yêu cầu tính vận tốc trong mỗi quãng đường di chuyển

Đề bài: Một xe máy di chuyển từ điểm A đến điểm B . Khi chạy từ điểm A đến điểm C (một vị trí trong đoạn đường AB) xe chạy mất 0,5h. Khi đến điểm C xe chạy với vận tốc là 40km/h cho đến khi đến điểm B (biết khoảng cách từ C đến B là 10km). Vận tốc trung bình của xe khi chạy trên đoạn đường AB là 24km/h. Vậy cho biết vận tốc của xe khi chạy trên đoạn đường AC là bao nhiêu km/h ?.

Giải 

Quy ước: 

- Vận tốc trung bình của xe khi chạy hết đoạn đường AB là v; vận tốc di chuyển trên đoạn đường AC là v1; vận tốc di chuyển trên đoạn đường CB là v2;

- Quãng đường AB là s; quãng đường AC là s1; quãng đường CB là s2;

- Thời gian di chuyển trên đoạn đường AB là t; thời gian di chuyển trên đoạn đường AC là t1; thời gian di chuyển trên đoạn đường CB là t2; 

Thời gian xe chạy từ điểm C đến B là: t2 = s2/v2 = 10/40 = 0,25h 

Tổng thời gian xe chạy được hết đoạn đường AB là: t = t1 + t2 = 0,5 + 0,25 = 0,75h 

Quãng đường AB là: s = v.t = 24 x 0,75 = 18km

Quãng đường từ A đến C là: s1 = s - s2 = 18 - 10 = 8km

Vận tốc xe di chuyển trên đoạn đường AC là: v1 = s1/t1 = 8/0.5 = 16km/h

>> Xem thêm: Bài toán tìm vận tốc trung bình của một chuyển động đều có đáp án

Trên đây là nội dung Luật Minh Khuê đã sưu tầm và biên soạn. Hy vọng bài viết cung cấp thông tin hữu ích và thỏa mãn yêu cầu của người đọc. Rất mong nhận được sự hợp tác là quý khách hàng. Trân trọng cảm ơn!