Công thức tính gia tốc và các bài tập mẫu 

Công thức tính gia tốc là kiến thức cơ bản được ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Bạn có thể nắm rõ cách đổi đơn vị, cùng các bài tập thường gặp đối với vấn đề cơ học.

Gia tốc là gì?

Gia tốc là đại lượng thể hiện sự thay đổi của vận tốc theo thời gian trong quá trình di chuyển của một vật. Yếu tố này chỉ xuất hiện nếu có sự thay đổi vận tốc, vậy không tăng tốc trong trường hợp vận tốc không đổi. Đơn vị đo lường của gia tốc trong hệ đơn vị quốc tế SI là m/s2 (m/s mỗi giây).

Đại lượng của vectơ này thể hiện sự thay đổi nhanh/chậm của vận tốc về hướng, độ lớn. Thông qua số đo của yếu tố này, bạn có thể xác định được

công thức tính gia tốc vật đang thay đổi vận tốc nhanh hay chậm.

• Chuyển động tăng tốc khi vecto gia tốc cùng chiều với chuyển động.
• Giảm tốc nếu vecto gia tốc ngược chiều với chiều chuyển động.
• Đổi hướng nếu vecto gia tốc có phương khác với phương chuyển động.

Giả sử, người A đang lái xe, bất ngờ đạp ga mạnh, xe người này sẽ có gia tốc dương do tốc độ lúc này tăng lên. Nếu A giảm ga và phan mạnh sẽ có gia tốc âm vì khi đó tốc độ giảm.

Các loại gia tốc thường gặp bao gồm:

• Tức thời
• Trung bình
• Pháp tuyến
• Tiếp tuyến
• Toàn phần
• Trọng trường.

Công thức gia tốc

Có nhiều công thức tính giá tốc cần nắm rõ để phục vụ quá trình  tính toán đảm bảo chính xác. Bạn có thể tìm hiểu các công thức cụ thể, từ đó áp dụng vào quá trình tính toán.

Công thức tính gia tốc cơ bản

Công thức tính gia tốc chuẩn gồm:

Công thức tính gia tốc tức thời

Gia tốc tức thời biểu diễn sự thay đổi vận tốc của vật trong khoảng thời gian tức thời.

Xác định công thức gia tốc trung bình

Gia tốc trung bình là sự thay đổi vận tốc của vật nào đó trong khoảng thời gian nhất định. Yếu tố này là biến thiên của vận tốc chia biến thiên thời gian.

Nếu vật được xét chuyển động tròn đều, v và R không đổi vì gia tốc pháp tuyến lúc này là gia tốc hướng tâm không đổi.

Công thức tính gia tốc tiếp tuyến

Gia tốc tiếp tuyến là yếu tố chỉ sự thay đổi của độ lớn vectơ vận tốc. Gia tốc này có phương trùng phương của tiếp tuyến, cùng chiều khi chuyển động nhanh dần, ngược chiều khi chuyển động chậm dần.

a(t) = dv/dt

Lưu ý mối quan hệ giữa gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến:

• Gia tốc pháp tuyến là thể hiện sự thay đổi về phương của vận tốc theo thời gian.
• Gia tốc tiếp tuyến thể hiện sự thay đổi về hướng và vận tốc theo thời gian.

Gia tốc toàn phần là tổng của gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến.

Mối liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường

Gia tốc, vận tốc và quãng đường có mối liên hệ được chứng minh theo hình:

Quy trình giải bài toán liên quan tính gia tốc

Muốn áp dụng công thức gia tốc, bạn giải các bài toán vật lý liên quan theo các bước gồm:

• Bước 1: Cần có thông số về vận tốc, thời gian (Vận tốc thường có trong đề bài, hoặc được tính từ quãng đường và thời gian di chuyển. Tương tự vậy, thời gian có thể cho sẵn hoặc phải tính toán từ các yếu tố đã cho).
• Bước 2: Áp dụng công thức của gia tốc.
• Bước 3: Phân tích từ kết quả đã tính được từ bước 2, tính toán lực tác động lên vật, khoảng cách di chuyển của vật, tốc độ vật sau thời gian cụ thể.

Giải bài tập liên quan đến công thức tính gia tốc lớp 10

Nắm rõ cách tính gia tốc, bạn có thể tìm hiểu một số bài tập thường gặp. Mỗi bài tập có đặc điểm riêng, chỉ căn cứ qua ví dụ minh họa đã có thể giải các bài tương tự dễ dàng.

Bài tập 1: Chiếc xe tăng tốc đều 18.5

• 46.1m/s trong vòng 2.37 giây. Vậy gia tốc trung bình lúc này là bao nhiêu?

Áp dụng công thức tính gia tốc, bạn có: a = (vf

• vi)/(tf - ti) = (46.1 - 18.5)/2.47 = 11.17 m/s2.

Bài tập 2: Vật di chuyển chiều dương trục hoành Ox với vận tốc không đổi, chọn đáp án chính xác nhất.

1. Tọa độ vật luôn (+)
2. Vận tốc luôn (+)
3. Tọa độ và vận tốc luôn có giá trị (+)
4. Tọa độ luôn trùng với quãng đường.

=> Chọn B.

Bài tập 3: Xe chạy quãng đường 48km trong t giây. Với 1/4 khoảng thời gian đầu, vận tốc trung bình là v1=30km/h. Bạn hãy tính vận tốc trung bình trong thời gian còn lại và chọn đáp án đúng nhất.

1. 56km/g
2. 50km/h
3. 52km/h
4. 54km/h

=> Chọn D.

Tính quãng đường xe chạy A

• B là s = 48t. Quãng đường xe chạy trong thời gian t/4 là s1 = 30 x t/4.

Tốc độ trung bình trong thời gian còn lại là: V(tb) = (48

• 7.5t)/0.75t = 54km/h.

Bài tập 4: Một vật được ném lên có vận tốc ban đầu 20m/s, độ cao là 10m. Tính thời gian đạt đến độ cao này, gia tốc tại thời điểm đó là bao nhiêu?

Ta có công thức: S = 1/2 x a x t^2

Khi đó có: 10 = 1/2 x 9.8 x t^2 => t = 1.43s (Thời gian đạt đến độ cao 10m).

Với a = v^2/2h = 20^2/(2×10) = 20m/s^ (Gia tốc tại thời gian đạt độ cao 10m).

Kết luận

Tìm hiểu công thức gia tốc trong môn Vật lý 10 giúp bạn tính đúng giá trị của đại lượng này giúp bạn nắm rõ sự thay đổi của vận tốc theo đơn vị thời gian. Việc hiểu rõ kiến thức sẽ giúp đạt kết quả cao trong các bài thi.