Công Thức Tính Vận Tốc Trung Bình và Bài Tập áp dụng thực tế

Với các bạn học THPT thì kiến thức không hề đơn giản môn Vật Lý là cách tính vận tốc bởi đây là chủ để khá rộng. Trong chuyên mục hôm nay, cùng tìm hiểu về công thức tính vận tốc trung bình như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu nhé.

1. Vận tốc là gì?

1.1. Khái niệm của vận tốc

Kiến thức môn Vật lý trong chương trình đại cương, vận tốc là kiến thức cơ bản. Nhờ vào vận tốc, ta biết được tốc độ nhanh hoặc chậm hay chuyển hướng của chuyển động. Cách tính vận tốc được xác định bằng thương số giữa độ dài của quãng đường di chuyển vật trong một khoảng thời gian nhất định với khoảng thời gian đó.

Trong khái niệm trên thì vận tốc được hiểu là vận tốc dài hoặc còn được gọi là  vận tốc tuyến tính, khác với vận tốc góc. Vận tốc trong môn Vật Lý lớp 8 được biểu diễn bởi vectơ hoặc còn được gọi là “đoạn thẳng có hướng”.

1.2. Công thức tính vận tốc cơ bản

Vận tốc trong chuyển động thẳng được xác định qua công thức: V = S/t, Đây cũng là công thức tính vận tốc trung bình.

Trong đó:

• V là vận tốc 
• S là quãng đường vật đi được
• t thời gian đi hết quãng đường đó

Qua công thức tính vận tốc trung bình lớp 8 trên thì bạn có thể xác định được 2 đại lượng là quãng đường và thời gian. Từ đó suy ra được:

Công thức tính quãng đường nếu biết thời gian và vận tốc: s = v*t

Công thức tính thời gian nếu biết vận tốc và quãng đường: t = s/v

2. Đơn vị của vận tốc

Để tính được vận tốc thì bạn phải viết về thời gian và quãng đường. Bởi vậy, đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào đơn vị thời gian và quãng đường.

Theo quy ước chung, đơn vị đo quãng đường là mét (m), còn đơn vị đo thời gian được tính bằng giây (s). Bởi vậy, vận tốc sẽ có đơn vị vật lý là m/s. 

Bên cạnh đó, đơn vị tính tốc độ còn được kể đến khác như m/h, km/h, km/s….

Đối với bài tập vận tốc trung bình công thức thì các bạn học sinh cần xác định được đơn vị của thời gian, quãng đường đi được rồi đưa về cùng một hệ quy chiếu trước khi thực hiện tính toán.

Quy ước về cách đổi đơn vị trong vận tốc dưới đây:

1m/s = 3,6 km/h

1km/h = 0.28 m/s

Xem thêm Định luật ôm là gì? Ứng dụng của định luật Ôm như thế nào?

3. Ứng dụng của vận tốc

Công cụ đo độ lớn của vận tốc thường dùng là tốc kế, thiết bị này được dùng phổ biến trong cuộc sống thực tế. Cụ thể như máy bắn tốc độ của công an giao thông…

3.1. Sự khác biệt giữa vận tốc và tốc độ

Trên thực tế, nhiều người cho rằng vận tốc chính là tốc độ. Nhưng theo Vật lý thì hai khái niệm này khác nhau hoàn toàn.

Nếu như tốc độ là độ lớn vô hướng của một vectơ vận tốc, chúng chỉ biểu thị tốc độ của một vật khi chúng đang chuyển động.

Ví dụ về tốc độ như sau: Vận tốc tương đối của một chiếc xe máy đang di chuyển là 30km/h với tốc độ không đổi. Tuy nhiên vận tốc của xe máy có thể sẽ thay đổi bởi hướng của xe máy có thay đổi. Nếu như xe máy đi hết một vòng tròn thì chúng có tốc độ vẫn sẽ là 30km/h. Và vận tốc của nó sẽ về 0 bởi xe máy sẽ đi quay trở lại vị trí ban đầu.

3.2. Khái niệm và công thức tính vận tốc trung bình

Trong một khoảng thời gian nhất định thì xe máy có vận tốc trung bình bằng thương số giữa quãng đường vật di chuyển được trong thời gian đang xét và khoảng thời gian đó.

Viết công thức vận tốc trung bình là: Vtb =  S/t

Trong đó: 

• S là quãng được đi được
• t là thời gian để có thể đi hết được quãng đường đó.

Có thể tìm hiểu Công thức tính hiệu điện thế

4. Các dạng bài tập tính vận tốc trung bình

Câu 1: Một chiếc xe ô tô đi từ Ninh Bình đến một xã miền núi để làm từ thiện. Khoảng 1 giờ đầu thì ô tô đi với vận tốc 50km/h, nhưng trong 2 giờ tiếp theo ô tô chỉ đi được với vận tốc 40km/h. Còn lại 3 giờ cuối ô tô đi với vận tốc 20km/h. Tính vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường đến nơi làm từ thiện là bao lâu:

1. 31,7km/h  B. 32,3km/h
2. 31,4km/h  D. 32,1km/h

Trả lời: Đáp án A

- Tổng thời gian ô tô đã đi được là:

   1 + 2 + 3 = 6 (giờ)

- Quãng đường ô tô đi được trong 1 giờ đầu tiên:

   1 x 50 = 50 (km)

- Quãng đường ô tô đi được trong 2 giờ tiếp theo:

   2 x 40 = 80 (km)

- Quãng đường ô tô đi được trong 3 giờ cuối:

   3 x 20 = 60 (km)

- Tổng quãng đường ô tô đã được là:

   50 + 80 + 60 = 190 (km)

- Dựa vào công thức tính vận tốc trung bình ở trên, ta có thể tính được vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường là:

   190 : 6 = 31,7 (km/h)

Câu 2: Một xe khách đi từ bến xe lên thành phố. Nửa thời gian đầu vận tốc của xe là v1 = 60km/h, nửa thời gian sau vận tốc của xe là v2 = 40km/h. Vận tốc trung bình của xe trên cả quãng đường là:

1. 51,3km/h  B. 50km/h
2. 49,7km/h  D. 49km/h

Trả lời: Đáp án B

Gọi: S là chiều dài đoạn đường từ bến xe đến thành phố, t là tổng thời gian xe chuyển động từ bến xe đến thành phố, còn v là vận tốc trung bình của xe.

- Áp dụng công thức tính quãng đường khi biết thời gian và vận tốc: S = v.t (1)

- Theo bài ta có:

- Từ (1) và (2):

Câu 3: Một ô tô chạy trên một quãng đường trong 5 tiếng. Tuy nhiên trong 2 giờ đầu thì xe chạy với tốc độ trung bình 50km/h còn 3 tiếng sau xe chạy với tốc độ trung bình 40km/h. Hỏi vận tốc trung bình của xe trong suốt quãng đường di chuyển là:

1. 45km/h  B. 44km/h
2. 43km/h  D. 42km/h

Trả lời: Đáp án B

- Quãng đường ô tô đi trong 2 giờ đầu là:

   2 x 50 = 100 (km)

- Quãng đường ô tô đi trong 3 giờ sau là:

   3 x 40 = 120 (km)

- Dựa vào công thức tính vận tốc trung bình trên quãng đường có thể tính vận tốc của xe trong suốt thời gian chuyển động là:

   (100 + 120) : (2 + 3) = 44 (km/h)

Bài viết trên đây, Cao đẳng Y Khoa Phạm Ngọc Thạch giúp bạn tìm hiểu về công thức tính vận tốc trung bình và bài tập áp dụng chi tiết. Đừng quên theo dõi bài viết tiếp theo để cập nhật kiến thức liên quan nhé. Chúc bạn thành công!