Chuyển động thẳng biến đổi đều
Vận tốc tức thời
Độ lớn vận tốc tức thời
Trong khoảng thời gian rất ngắn Δt, kể từ lúc ở M vật dời được một đoạn đường Δs rất ngắn thì đại lượng: v = Δs / Δt là độ lớn vận tốc tức thời của vật tại M. Đơn vị vận tốc là m/s.
Trong đó:
- Δs là quãng đường đi rất nhỏ tính từ điểm cần tính vận tốc tức thời
- Δt là khoảng thời gian rất ngắn để đi đoạn Δs
Véc tơ vận tốc tức thời
Vectơ vận tốc tức thời v tại một điểm trong chuyển động thẳng có:
- Gốc nằm trên vật chuyển động khi qua điểm đó
- Hướng trùng với hướng chuyển động
- Độ dài biểu diễn độ lớn vận tốc theo một tỉ xích nào đó và được tính bằng: v = Δs / Δt
Chuyển động thẳng biến đổi đều là gì?
Chuyển động thẳng biến đổi đều gồm chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều:
- Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động có quỹ đạo là một đường thẳng và có vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian.
- Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động có quỹ đạo là một đường thẳng và có vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian.
Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và thẳng chậm dần đều
Khái niệm gia tốc là gì?
Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc theo thời gian. Nó là một trong những đại lượng cơ bản dùng để mô tả chuyển động.
a = Δv / Δt = const (hằng số)
- Với Δv = v – vo, Δt = t – to
- Đơn vị của gia tốc là m/s²
Véc tơ gia tốc
- Chiều của vectơ gia tốc a trong chuyển động thẳng nhanh dần đều luôn cùng chiều với các vectơ vận tốc
- Chiều của vectơ gia tốc a trong chuyển động thẳng chậm dần đều luôn ngược chiều với các vectơ vận tốc
Vận tốc, quãng đường đi, phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều và thẳng chậm dần đều
Công thức vận tốc:
v = vo + a.t
Công thức tính quãng đường đi:
s = vo.t + 0,5 a.t²
Phương trình chuyển động:
x = xo + vo.t + 0,5 a.t²
Công thức liên hệ giữa a, v và s của chuyển động thẳng biến đổi đều:
v² – vo² = 2a.s
Trong đó:
- vo – là vận tốc ban đầu (m/s)
- v – là vận tốc ở thời điểm t (m/s)
- a – là gia tốc của chuyển động (m/s²)
- t – là thời gian chuyển động (s)
- xo – là tọa độ ban đầu (m)
- x – là tọa độ ở thời điểm t (m)
Nếu chọn chiều dương là chiều chuyển động thì:
- vo > 0 và a > 0 với chuyển động thẳng nhanh dần đều
- vo > 0 và a < 0 với chuyển động thẳng chậm dần đều
Dạng bài tập chuyển động thẳng biến đổi đều
Dạng 1
Xác định vận tốc, gia tốc, quãng đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều.
Cách giải: Sử dụng các công thức ở mục ” Vận tốc, quãng đường đi, phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều và thẳng chậm dần đều”.
Dạng 2
Tính quãng đường vật đi được trong giây thứ n và trong n giây cuối.
Cách giải:
Dạng 3
Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều.
Cách giải:
- Chọn góc toạ độ, chọn gốc thời gian và chiều dương cho chuyển động.
- Phương trình chuyển động có dạng: x = xo + vo.t + 0,5.a.t²
Giải bài tập chuyển động thẳng biến đổi đều
Bài 1
Một đoàn tàu đang chuyển động với vo = 72km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt v1 = 54km/h. a) Sau bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu đạt v = 36km/h và sau bao lâu thì dừng hẳn. b) Tính quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại.
Hướng dẫn giải (dạng 1):
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu, gốc thời gian lúc bắt đầu hãm phanh.
a)
- Gia tốc a = (v1 – vo) / Δt = -0,5 m/s²
- v2 = vo + a.t2 => t2 = (v2 – vo) / a = 20s
- Khi dừng hẳn v3 = 0, v3 = vo + a.t3 => t3 = (v3-vo) / a = 40s
b)
- v3² – vo² = 2.a.S => Quãng đường S = (v3² – vo²) / 2.a = 400m
Bài 2
Một ôtô chuyển động thẳng nhanh dần đều với vo = 10,8km/h. Trong giây thứ 6 xe đi được quãng đường 14m. a) Tính gia tốc của xe. b) Tính quãng đường xe đi trong 20s đầu tiên?
Hướng dẫn giải (dạng 2):
a)
- Quãng đường đi trong 5s đầu: S5 = vo.t5 + 0,5.a.t5²
- Quãng đường đi trong 6s là : S6 = vo.t6 + 0,5.a.t6²
- Quãng đường đi trong giây thứ 6: S = S6 – S5 = 14m => Gia tốc của xe: a = 2 m/s²
b)
- Quãng đường xe đi trong 20s đầu tiên là: S20 = vo.t20 + 0,5.a.t20² = 460m
Bài 3
Một đoạn dốc thẳng dài 130m, Nam và Sơn đều đi xe đạp và khởi hành cùng 1 lúc ở 2 đầu đoạn dốc. Nam đi lên dốc với v = 18km/h chuyển động chậm dần đều với gia tốc có độ lớn 0,2m/s². Sơn đi xuống dốc với v = 5,4 km/h và chuyển động chậm dần đều với a = -20cm/s². a) Viết phương trình chuyển động. b) Tính thời gian khi gặp nhau.
Hướng dẫn giải (dạng 3):
Chọn gốc toạ độ tại đỉnh dốc, chiều dương từ đỉnh đến chân dốc:
a)
- Phương trình chuyển động của Sơn: x1 = 1,5.t + 0,1.t²
- Phương trình chuyển động của Nam: x2 = 130 – 5t + 0,1.t²
b)
- Khi hai xe gặp nhau: x1 = x2 => t = 20s
Kiến thức tham khảo
Kiến thức liên quan: Chuyển động thẳng đều Chuyển động tròn đều
Kiến thức liên quan: Vật rơi tự do từ độ cao H
Bài viết liên quan: Định luật bảo toàn khối lượng + năng lượng + cơ năng
Bài viết liên quan: Kiến thức tổng hợp về Công và Công suất!
Bài viết liên quan: Định luật Newton
Bài viết liên quan: Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton
Bài viết tham khảo: Định luật Kirchhoff 1 + 2
Bài viết tham khảo: Định luật Ohm
Chuyên mục tham khảo: Vật lý học
Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!
Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!
Youtobe Facebook Twitter
