Vận tốc và Tốc độ: Sự khác biệt và Ý nghĩa của chúng

CEO Hưng Tabi
Vận tốc và Tốc độ, hai khái niệm khá phổ biến mà chúng ta thường nghe nhắc tới. Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi chúng khác nhau như thế nào và tại sao chúng...

Vận tốc và Tốc độ, hai khái niệm khá phổ biến mà chúng ta thường nghe nhắc tới. Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi chúng khác nhau như thế nào và tại sao chúng quan trọng không? Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sự khác biệt giữa hai khái niệm này và tìm hiểu ý nghĩa của chúng.

Vận tốc là gì?

Vận tốc có thể được định nghĩa là tốc độ thay đổi vị trí của một vật đối với hệ tham chiếu và thời gian. Đơn giản hơn, vận tốc là khả năng tăng tốc của một vật theo một hướng cụ thể. Để xác định vận tốc, chúng ta cần biết cả độ lớn (tốc độ) và hướng của nó. Đơn vị đo vận tốc là mét trên giây (m/s). Khi có sự thay đổi về độ lớn hoặc hướng của vận tốc, ta nói rằng vật đó đang tăng tốc.

Vận tốc ban đầu và cuối cùng

Vận tốc ban đầu là tốc độ của một vật khi lực tác dụng đầu tiên lên vật. Trong khi đó, vận tốc cuối cùng là tốc độ và hướng của vật sau khi nó đạt được gia tốc cực đại.

Làm thế nào để tính vận tốc cuối cùng?

Để tính vận tốc cuối cùng, chúng ta chỉ cần thực hiện vài phép tính đơn giản và áp dụng kiến thức cơ bản.

  1. Xác định vận tốc ban đầu của vật bằng cách chia quãng đường vật đi được trong một khoảng thời gian cho tổng quãng đường. Trong phương trình V = d / t, V là vận tốc, d là quãng đường và t là thời gian.

  2. Xác định gia tốc của vật bằng cách chia lực tác dụng lên vật cho khối lượng của vật và nhân kết quả với thời gian gia tăng. Ví dụ, nếu một vật nặng 30 kg và có một lực 15 N tác dụng lên nó, thì gia tốc sẽ là 4 m/s^2.

  3. Tổng hai giá trị thu được từ Bước 1 và Bước 2 để có được vận tốc cuối cùng. Ví dụ, nếu vận tốc ban đầu của bạn là 3 m/s và gia tốc của vật là 4 m/s^2, thì vận tốc cuối cùng của bạn sẽ là 7 m/s (3 + 4 = 7).

Vận tốc không đổi

Vận tốc không đổi là dạng chuyển động đơn giản nhất. Chúng ta có thể quan sát chuyển động không đổi mỗi khi một vật trượt trên một bề mặt nằm ngang, có ma sát thấp (ví dụ như một quả bóng trượt trên sàn khúc côn cầu.)

Vận tốc không đổi Hình ảnh: Vận tốc không đổi

Đồ thị trên biểu diễn đường dời theo thời gian của một vật chuyển động với vận tốc không đổi. Đường thẳng trong đồ thị có thể được biểu diễn đại số như sau: Trong phương trình, x0 là độ dời tại thời điểm t, v là vận tốc không đổi của vật. x = x0 + vt = dx/dt.

Đơn vị đo vận tốc

Đơn vị đo vận tốc trong hệ SI là m/s (m⋅s⁻¹). Các đơn vị và kích thước khác của vận tốc được cho trong bảng dưới đây.

Tốc độ và Vận tốc

Tốc độ và vận tốc có thể khiến chúng ta khá bối rối. Sự khác biệt giữa tốc độ và vận tốc là gì? Tốc độ cho chúng ta biết về tốc độ di chuyển của một vật thể, trong khi vận tốc không chỉ cung cấp thông tin về tốc độ mà còn về hướng mà vật thể đang di chuyển. Chúng ta có thể định nghĩa tốc độ là một hàm của quãng đường đi được trong khi vận tốc là một hàm của độ dời. Vận tốc tức thời là vận tốc của vật tại một thời điểm nhất định. Vận tốc trung bình là tổng độ dời chia cho tổng thời gian và được biểu diễn bởi công thức v = ∆x/∆t trong đó ∆x là tổng độ dời của vật và ∆t là thời gian. Vận tốc trung bình luôn nhỏ hơn hoặc bằng vận tốc tức thời; điều này là do độ dời không thể lớn hơn quãng đường đi được, nhưng quãng đường đi được có thể lớn hơn độ dời.

Ví dụ về Vận tốc

Để hiểu rõ hơn về vận tốc tức thời và vận tốc trung bình, hãy xem xét ví dụ sau. Jewel đi học bằng xe của bố hàng sáng. Trường học cách nhà cô ấy 8 km và cô ấy mất 15 phút để đi được cả quãng đường đó, nhưng khi nhìn vào đồng hồ tốc độ trên bảng điều khiển xe, nó hiển thị một con số khác nhau mỗi lần. Vậy làm sao cô ấy có thể biết vận tốc của mình là bao nhiêu?

Ví dụ về Vận tốc Hình ảnh: Ví dụ về Vận tốc

Vận tốc trung bình của xe của Jewel có thể được tính bằng cách:

Để đơn giản, chúng ta giả sử xe di chuyển trên một đường thẳng và chuyển đổi đơn vị thời gian thành giờ. Vì vậy, 15 phút = 0,25 giờ.

Vận tốc trung bình, v = ∆x/∆t

v = 8 km / 0,25 giờ

v = 32 km/h

Bây giờ chúng ta nhận thấy rằng mặc dù xe có thể thay đổi tốc độ của mình, nhưng nếu nó đi cùng một quãng đường trong cùng một khoảng thời gian, thì vận tốc trung bình của nó sẽ không đổi.

Sự khác biệt giữa Tốc độ và Vận tốc

So sánh chi tiết được đưa ra trong bảng dưới đây.

Tốc độ Vận tốc
Hàm của quãng đường đi được Hàm của độ dời
Chỉ cần biết độ lớn Cần biết cả độ lớn và hướng
Tốc độ tức thời Vận tốc trung bình
Tốc độ không đổi Vận tốc có thể thay đổi

Tóm tắt

  • Vận tốc là tốc độ thay đổi vị trí của một vật theo hệ tham chiếu và thời gian.
  • Vận tốc có thể được tính bằng cách chia quãng đường vật đi được cho thời gian.
  • Vận tốc ban đầu là tốc độ của vật khi lực tác dụng đầu tiên lên vật, trong khi vận tốc cuối cùng là tốc độ của vật sau khi đạt được gia tốc cực đại.
  • Vận tốc không đổi là dạng chuyển động đơn giản nhất, thường xảy ra khi vật di chuyển trên một bề mặt nằm ngang có ma sát thấp.
  • Đơn vị đo vận tốc là m/s (m⋅s⁻¹).
  • Tốc độ và vận tốc đều có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu về chuyển động của các vật thể. Tốc độ cho biết về tốc độ di chuyển của một vật thể, trong khi vận tốc không chỉ cung cấp thông tin về tốc độ mà còn về hướng mà vật thể đang di chuyển.
1