Bài viết tìm hiểu về khái niệm gia tốc là gì? công thức tính gia tốc, chuyển động biến đổi thuộc chương trình vật lí 10 chủ đề Mô tả chuyển động
Gia tốc là gì?
Để trả lời cho câu hỏi gia tốc là gì ta xét ví dụ trong thực tế như sau
Bài toán thực tế 1:
- xe 1: tăng tốc từ 0 → 100km/h trong 10s;
- xe 2 tăng tốc từ 0 → 100km/h trong 5s;
- xe 3 tăng tốc từ 100km/h → 120km/h trong 2s;
- xe 4: tăng tốc từ 0→300km/h trong 14s
- hỏi xe nào tăng tốc nhanh nhất?
Gia tốc là gì?
Gia tốc là đại lượng vật lí đặc trưng cho sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc cả về hướng và độ lớn. Vận tốc là đại lượng véc tơ → gia tốc cũng là đại lượng véc tơ.
Ý nghĩa vật lí của gia tốc
là đại lượng đo giá trị đo tốc độ thay đổi vận tốc, nhìn vào số đo của gia tốc ta có thể biết được vật đó thay đổi vận tốc nhanh hay chậm.
Công thức tính gia tốc:
áp dụng cho chuyển động thẳng
\[\vec{a}=\dfrac{\vec{v_2}-\vec{v_1}}{t_2-t_1}=\dfrac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\]
Trong đó:
- a: gia tốc (m/s2)
- v1: vận tốc tại thời điểm t1
- v2: vận tốc tại thời điểm t2
- Δv = v2 – v1: biến thiên vận tốc của vật
- Δt = t2-t1: thời gian vật thay đổi vận tốc từ v1 → v2
Vận dụng giải bài toán thực tế 1:
100 (km/h) = 250/9 (m/s); 300 (km/h) = 250/3 (m/s); 120 (km/h) = 100/3 (m/s)
chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe
- \[a_1=\dfrac{250/9-0}{10}=2.78\](m/s2)
- \[a_2=\dfrac{250/9-0}{5}=5.56\](m/s2)
- \[a_3=\dfrac{100/3-250/9}{2}=2.78\](m/s2)
- \[a_4=\dfrac{250/3-0}{14}=5.95\](m/s2)
so sánh các giá trị của gia tốc a → xe 4 tăng tốc nhanh nhất.
- Chuyển động thẳng có gia tốc là chuyển động thẳng biến đổi.
- Nếu dấu của gia tốc ngược dấu với dấu của biến thiên vận tốc trong hệ quy chiếu ta xét → chuyển động thẳng chậm dần.
- Nếu dấu của gia tốc cùng dấu với dấu của biến thiên vận tốc trong hệ quy chiếu ta xét → chuyển động thẳng chậm dần.
Khái niệm về chuyển động thẳng biến đổi đều
Chuyển động thẳng nhanh dần đều
- Quỹ đạo là đường thẳng
- vận tốc tăng đều thời gian
- gia tốc có độ lớn, hướng không đổi theo thời gian
- véc tơ gia tốc và véc tơ vận tốc luôn cùng hướng
- a, v luôn cùng dấu (a.v > 0)
Chuyển động thẳng chậm dần đều
- Quỹ đạo là đường thẳng
- vận tốc giảm đều thời gian
- gia tốc có độ lớn, hướng không đổi theo thời gian
- véc tơ gia tốc và véc tơ vận tốc luôn ngược hướng
- a, v luôn trái dấu (a.v < 0)
Công thức vận tốc tức thời của chuyển động thẳng biến đổi đều.
\[v_2=v_1+a(t_2-t_1)=v_1+a.\Delta t\]
hay