Bài 2: Vận tốc
I. VẬN TỐC LÀ GÌ?
- Quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian gọi là vận tốc.
- Độ lớn của vận tốc cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động.
+ Vật có vận tốc càng lớn thì chuyển động càng nhanh.
+ Vật có vận tốc càng nhỏ thì chuyển động càng chậm.
- Độ lớn của vận tốc được tính bằng độ dài quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
II. CÔNG THỨC TÍNH VẬN TỐC
Vận tốc được tính bằng công thức:
$v = \frac {s}{t}$
Trong đó:
$v:$ là vận tốc của chuyển động
$s:$ là độ dài quãng đường đi được
$t:$ là thời gian để đi hết quãng đường đó
III. ĐƠN VỊ VẬN TỐC
- Đơn vị của vận tốc phụ thuộc vào đơn vị của chiều dài và đơn vị của thời gian.
- Đơn vị hợp pháp của vận tốc là $m/s$ và $km/h.$
- Mối liên hệ giữa $m/s$ và $km/h$:
$1\,m/s = 3,6\,km/h$
Hay $1\,km/h = \frac {1}{3,6}\,m/s.$
- Dụng cụ đo vận tốc là tốc kế (còn gọi là đồng hồ vận tốc).
$\bullet \,\,$ Cần biết:
- Trong hàng hải, người ta thường dùng “nút” làm đơn vị đo vận tốc:
$1 \,nút = 1 \,hải\,lí/h = 1,852\, km/h = 0,514\, m/s$
hay $1 \,m/s = \frac {1}{0,514}\, nút.$
- Vận tốc ánh sáng: $3.10^{8}\,m/s = 300.000\,km/s$
- Đơn vị chiều dài người ta còn dùng là “năm ánh sáng”. Năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng truyền đi trong thời gian một năm.
+ Năm ánh sáng $= 9,4608.10^{12}\,km = 10^{16}\,m$
+ Khoảng cách từ ngôi sao gần nhất đến Trái Đất là $4,3$ năm ánh sáng, gần bằng $43$ triệu tỉ mét.
$\bullet \,\,$ Phương pháp giải một số dạng bài tập về vận tốc
Dạng 1: Xác định vận tốc, quãng đường, thời gian chuyển động
- Vận tốc: $v = \frac {s}{t}$
- Quãng đường: $s = v.t$
- Thời gian: $t = \frac {s}{v}$
Dạng 2: So sánh chuyển động nhanh hay chậm giữa các vật
- Căn cứ vào vận tốc của các chuyển động trong cùng một đơn vị:
+ Vật có vận tốc lớn hơn thì chuyển động nhanh hơn
+ Vật có vận tốc nhỏ hơn thì chuyển động chậm hơn
- Nếu đề bài hỏi vận tốc của vật này lớn gấp mấy lần vận tốc của vật kia thì ta lập tỉ số giữa hai vận tốc.
- Hai vật A và B cùng chuyển động. Tìm vận tốc của vật A so với vật B.
+ Nếu hai vật A và B chuyển động cùng chiều thì:
$v = v_{A} - v_{B} \,\,(v_{A} > v_{B})$ $\Longrightarrow$ Vật A lại gần vật B
$v = v_{B} - v_{A} \,\,(v_{A} < v_{B})$ $\Longrightarrow$ Vật B đi xa hơn vật A
+ Nếu hai vật A và B chuyển động ngược chiều thì ta cộng vận tốc của chúng lại với nhau:
$v = v_{A} + v_{B}$
Dạng 3: Bài toán hai vật chuyển động gặp nhau
a) Hai vật chuyển động ngược chiều
+ $v_{1} = \frac {s_{1}}{t_{1}};\,$ $s_{1} = v_{1}.t_{1};\,$ $t_{1} = \frac {s_{1}}{v_{1}}$
+ $v_{2} = \frac {s_{2}}{t_{2}};\,$ $s_{2} = v_{2}.t_{2};\,$ $t_{2} = \frac {s_{2}}{v_{2}}$
+ $s = s_{1} + s_{2}$ (s là tổng quãng đường các vật đã đi, cũng là khoảng cách ban đầu của hai vật)
b) Hai vật chuyển động cùng chiều
+ $v_{1} = \frac {s_{1}}{t_{1}};\,$ $s_{1} = v_{1}.t_{1};\,$ $t_{1} = \frac {s_{1}}{v_{1}}$
+ $v_{2} = \frac {s_{2}}{t_{2}};\,$ $s_{2} = v_{2}.t_{2};\,$ $t_{2} = \frac {s_{2}}{v_{2}}$
+ $s = s_{1} - s_{2} \,\,(v_{1} > v_{2})$
+ $s = s_{2} - s_{1} \,\,(v_{1} < v_{2})$
Dạng 4: Bài toán chuyển động của thuyền khi xuôi dòng hay ngược dòng trên hai bến sông
Gọi $v_{x},$ $t_{x},$ $s_{x}$ lần lượt là vận tốc, thời gian, quãng đường khi xuôi dòng.
$v_{ng},$ $t_{ng},$ $s_{ng}$ lần lượt là vận tốc, thời gian, quãng đường khi ngược dòng.
$v_{n}$ là vận tốc của dòng nước.
$v_{t}$ là vận tốc thực của thuyền khi dòng nước yên lặng.
Ta có:
$\left\{\begin{matrix} v_{x} = v_{t} + v_{n} \\ v_{ng} = v_{t} - v_{n} \end{matrix}\right. \Longrightarrow v_{n} = \frac {v_{x} - v_{ng}}{2}$
$t_{x} + t_{ng} = \frac {s_{x}}{v_{x}} + \frac {s_{ng}}{v_{ng}}$