Cách tính vận tốc trung bình lớp 8

Cập nhật: 07/04/2022 09:04 | Người đăng: Nguyễn Hằng

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

Theo ban tư vấn tuyển sinh Cao đẳng Y Khoa Phạm Ngọc Thạch, 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

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.

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 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!

Vật tốc là một trong những kiến thức quan trọng của Vật lý lớp 8. Để các bạn nắm rõ hơn vận tốc là gì? Công thức tính vận tốc, quãng đường, thời gian, vận tốc trung bình là gì? Công thức tính vận tốc trung bình, vận tốc tức thời là gì? Công thức tính vận tốc tức thời, vận tốc góc là gì? Công thức tính vận tốc góc,..Tất cả sẽ được chúng tôi trình bày chi tiết trong bài viết dưới đây.

Vận tốc là gì?

Vận tốc là tốc độ thay đổi vị trí của một vật trong một hệ quy chiếu nhất định, phụ thuộc vào một hàm thời gian. Hay nói cách khác vận tốc là quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian

Đơn vị của vận tốc

Đơn vị vận tốc phụ thuộc vào đơn vị độ dài và đơn vị thời gian. Đơn vị hợp pháp của vận tốc là m/s và km/h.

Lưu ý: Muốn so sánh chuyển động nào nhanh hơn hay chậm hơn thì ta cần so sánh số đo vận tốc của chúng trong cùng một đơn vị vận tốc.

Ví dụ:

Độ lớn của vận tốc được đo bằng dụng cụ gọi là tốc kế (hay đồng hồ vận tốc). Tốc kế thường gắn trên xe ô tô, xe máy để đo vận tốc chuyển động của xe.

Sự khác biệt giữa tốc độ và vận tốc

Trên thực tế có rất nhiều người nhầm lẫn rằng vận tốc và tốc độ là một. Tuy nhiên, thực chất thì hai khái niệm này thực sự rất khác biệt cụ thể như sau:

Các bạn có thể hiểu rõ hơn ở ví dụ sau: Một xe máy chuyển động với vận tốc không đổi 40 km/h trên một đường tròn có tốc độ không đổi. Khi đi hết một đường tròn thì tốc độ của nó vẫn là 20 km/h, nhưng vận tốc của nó là 0 vì nó đi về vị trí ban đầu.

Công thức tính vận tốc

Trong chuyển động thẳng đều, công thức tính vận tốc của một vật bằng quãng đường vật đi được chia cho thời gian đi hết quãng đường

v = s/t

Trong đó:

Áp dụng từ công thức tính vận tốc chúng ta có thể dễ dàng tính được 2 đại lượng quãng đường và thời gian.

Công thức tính vận tốc trung bình

Công thức tính vận tốc trung bình là bằng tổng quãng đường đi được chia cho thời gian chuyển động hay nói cách khác vận tốc trung bìnhlà tỉ số giữa sự thay đổi vị trí của vật trong khoảng thời gian đang xét và khoảng thời gian đó

Vtb = (r – r0)/(t – t0) = Δr/ Δt

Trong đó:

Vận tốc trung bình trên những khoảng thời gian khác nhau có thể mang những giá trị khác nhau. Ngoài ra, cần phân biệt với tốc độ trung bình được định nghĩa là tổng quãng đường đi được chia cho khoảng thời gian được xét:

Trong đó:

Các bạn có thể tham khảo:

Công thức tính vận tốc góc

Vận tốc góc chuyển động quay của vật thể được gọi là đại lượng vectơ để thể hiện mức độ thay đổi theo thời gian vị trí góc vật và hướng của sự chuyển động này. Độ lớn vận tốc góc bằng với tốc độ góc và hướng vectơ vận tốc góc và được xác định quy tắc bàn tay phải.

ω = dφ/dt

Trong đó:

Công thức tính vận tốc tức thời

Vận tốc tức thời là gì?

Vận tốc tức thời mô tả sự nhanh chậm và chiều chuyển động tại một thời điểm nào đó trên đường đi của vật. Nếu vận tốc trung bình cho ta một cái nhìn tổng quát về vận tốc của vật trong một khoảng thời gian xác định thì vận tốc tức thời cho ta một cái nhìn cụ thể, tại một thời điểm.

Công thức tính vận tốc tức thời

Để tính vận tốc tức thời tại một thời điểm ta xét vận tốc trung bình trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ tính từ thời điểm đó.

Khi khoảng thời gian được xét tiến dần đến 0 thì vận tốc trung bình tiến dần đến vận tốc tức thời (tại thời điểm t0). Giới hạn này đồng nghĩa với đạo hàm của vị trí theo thời gian. Từ đó, vận tốc tức thời được định nghĩa như sau:

Trong đó:

Các dạng bài tập liên quan đến công thức vận tốc, quãng đường thời gian, vận tốc trung bình và vận tức thời

Ví dụ 1: Một đoàn tàu đi được quãng đường 250 km sau 5 giờ, tính vận tốc của đoàn tàu đó.

Lời giải:

V = s/t = 250/5 = 50 (km/h)

Ví dụ 2: Xe máy di chuyển từ vị trí A lúc 8 giờ 20 phút, vận tốc 45 km/h, xe đi đến B vào 11h. Xác độ dài quãng đường AB mà xe máy đi được?

Lời Giải:

Thời gian xe máy di chuyển hết đoạn AB: 11- 8h20’ = 2h40’ = 8/3 (8 phần 3)

Quãng đường AB sẽ là: S = 45 x 8/3 = 120 km.

Ví dụ 3: Có một xe chuyển động từ A về B. Trong khoảng 3/4 quãng đường đầu, xe chuyển động với vận tốc là 36km/h. Trong thời gian 10 phút, xe đi hết được quãng đường còn lại với vận tốc là 24km/h. Vận tốc trung bình của xe trên cả quãng đường AB là bao nhiêu

Lời giải:

Ta có độ dài quãng đường sau là S2 = t2.v2 = 24. 1/6 = 4km.

Độ dài 3/4 quãng đường đầu là S1 = 3S2 = 12km.

Tổng độ dài quãng đường AB là S = S1 + S2 = 12 + 4 = 16km.

Thời gian đi hết quãng đường đầu là t1 = 12/36 = 1/3 (h)

Tổng thời gian đi hết quãng đường AB là t = t1 + t2 = 1/3 + 1/6 = 1/2 (h)

Vận tốc trung bình là V = S/t = 16/(1/2) 32 km/h

Ví dụ 4: Có một chiếc xe chuyển động từ A về B. Trong 1 nửa đoạn đầu vận tốc là v1, quãng đường còn lại vận tốc của xe là v2. Tìm vận tốc trung bình trên cả quãng đường di chuyển.

Lời giải:

Ta gọi S là độ dài quãng đường AB, v là vận tốc trung bình quãng đường AB.

Thời gian xe di chuyển từ A về B là t = S/v (1)

Qua bài viết trên chúng tôi giúp người dùng ghi nhớ được các công thức tính vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời từ đó có thể áp dụng giải được các bài toàn đơn giản và nhanh chóng

5/5 - (1 bình chọn)

XEM THÊM

Công thức lượng giác lớp 9, lớp 10, lớp 11 chi tiết từ A – Z [VD minh họa]