Công thức tính vận tốc trung bình áp dụng thành công cho mọi dạng bài toán
Công thức tính vận tốc trung bình là nội dung trọng tâm của phần toán chuyển động ở hầu hết mọi cấp học. Trong hầu hết các bài kiểm tra ở lớp hay bài thi giữa kỳ, cuối kỳ, các bạn học sinh đều có thể bắt gặp nội dung này. Do đó, nắm vững công thức tính sẽ giúp bạn đạt được những điểm số như mong muốn.
Đại lượng vận tốc trung bình là gì?
Vận tốc trung bình là một đại lượng có ý nghĩa quy ước, do con người đặt ra. Mục đích là nhằm thực hiện việc nghiên cứu, so sánh về vận tốc, về sự di chuyển của mọi vật.
Mỗi chủ thể khi hoạt động, di chuyển đều có một vận tốc riêng, thể hiện sự nhanh hoặc chậm. Trên một chặng đường di chuyển, từ thực tế có thể thấy, không chủ thể bất kỳ nào đạt được sự ổn định về vận tốc. Vận tốc trung bình (ký hiệu là “V trung bình”) thể hiện cho giá trị trung bình của vận tốc trên toàn bộ quãng đường.
Các bạn học sinh sẽ lần đầu tiên được biết và tiếp xúc với đại lượng này tại phần toán chuyển động của lớp 5. Sau đó là tại môn toán và môn vật lý của các cấp học lớn hơn. Do đó, có thể nói, nắm vững về đại lượng vận tốc trung bình và công thức tính là nội dung học tập trọng tâm, cần thiết.
Các dạng bài tập và công thức tính vận tốc trung bình tương ứng
Tính vận tốc cơ bản là dạng bài thường gặp trong các bài kiểm tra của môn toán và môn vật lý. Ở mỗi môn học, tùy theo mức độ cơ bản hoặc nâng cao hơn, công thức tính vận tốc trung bình cần được áp dụng là khác nhau.
Dạng bài tập cơ bản (01 bước tính)
Các bạn học sinh sẽ được tiếp xúc với vận tốc trung bình bắt đầu từ nội dung toán chuyển động lớp 5. Do đó, các dạng bài tập đều rất cơ bản, công thức tính được áp dụng thường rất đơn giản, bao gồm từ một đến ba bước tính.
Đối với những bài tập mà đề bài cho sẵn hai đại lượng là quãng đường di chuyển (s) và thời gian di chuyển (t). Lúc này, để tìm V trung bình, bạn áp dụng công thức V trung bình=s:t.
Một trong những lưu ý để đáp số tìm được có độ chính xác cao là cần chú ý đến đơn vị đo của từng đại lương. Vận tốc của một người hoặc một vật thường được thể hiện bằng đơn vị km/h (ki-lô-mét/giờ) hoặc m/s (mét/giây)
Dạng bài tập cho biết vận tốc di chuyển trong từng đoạn của quãng đường
Đối với dạng bài tập này, đề bài sẽ cung cấp dữ liệu là vận tốc di chuyển trên mỗi đoạn đường trong tổng quãng đường (v1 tại s1, v2 tại s2,…). Để tính được V trung bình, các bạn học sinh cần thực hiện các bước cụ thể:
- Bước 1: tính tổng chiều dài quãng đường chủ thể đã di chuyển
s = s1 + s2 + s3 +….
- Bước 2: tính thời gian di chuyển của tổng quãng đường:
t = s: (v1 + v2 + v3 +….)
- Bước 3: tính thời gian di chuyển căn cứ từng đoạn đường thành phần
t’ = s1:v1 + s2:v2 + s3:v3+….
- Bước 4: so sánh hai kết quả thời gian t và t’ vừa tìm được. Nếu giá trị của chúng bằng nhau, từ đó có thể suy ra mối quan hệ giữa V trung bình và v1, v2, v3,…
t = t’ => s : (v1 + v2 + v3 +….) = s1:v1 + s2:v2 + s3:v3+….
Dạng bài tập cho biết vận tốc di chuyển trong từng khoảng thời gian
Ở dạng bài tập này, các bạn học sinh sẽ được cho biết vận tốc di chuyển của từng khoảng thời gian. Từ đó, bạn có thể suy ra được tổng thời gian (t) mà chủ thể trong đề bài đã dùng để di chuyển trên tổng quãng đường (s).
Khi gặp dạng bài này, các bạn học sinh cần thực hiện các bước tính toán bao gồm:
- Bước 1: tính quãng đường dựa trên vận tốc trung bình tạm thời (s):
s = V trung bình tạm thời x t
- Bước 2: tính quãng đường theo vận tốc thành phần (s’).
s’ = (v1 x t1) + (v2 x t2) +….
- Bước 3: so sánh hai giá trị vừa tìm được. Nếu bằng nhau, bạn sẽ có được công thức thể hiện mối liên hệ của chúng:
s = s’ => V trung bình tạm thời x t = (v1 x t1) + (v2 x t2) +….
Từ công thức liên hệ này, bạn có thể tìm được giá trị của V trung bình, chính là đáp án của bài toán cần tính.
Các môn học khác có áp dụng công thức tính vận tốc trung bình
Không chỉ có nội dung toán chuyển động của môn toán lớp 5 có tính toán vận tốc trung bình, bạn sẽ gặp lại công thức này ở môn vật lý lớp 8, lớp 10,… Ở những cấp học này, công thức tính vận tốc trung bình sẽ được nâng cao hơn. Điều này đòi hỏi các bạn học sinh cần nắm vững công thức cơ bản và vận dụng linh hoạt theo từng dạng bài cụ thể.
Một số công thức áp dụng nâng cao tính vận tốc trung bình của vật chuyển động khác để bạn tham khảo cụ thể:
- Trong môn vật lý lớp 8: tại cấp học này, vận tốc trung bình của một vật chuyển động không đều được tính bằng công thức:
- Trong môn toán lớp 10: tại cấp học này, các bạn học sinh bắt đầu tiếp xúc với vectơ chuyển động. Khi đó, được tính bằng công thức:
Kết luận
Công thức tính vận tốc trung bình là nội dung trọng tâm và gặp ở nhiều cấp học, ở nhiều môn học khác nhau. Tùy theo từng cấp độ, công thức sẽ được áp dụng linh hoạt dựa trên những dữ liệu được đề bài cho để tính được đáp án chính xác.
Bài viết liên quan
Kiến thức về công thức va chạm mềm và các định luật bảo toàn cơ bản
Tìm hiểu công thức va chạm mềm qua các khái niệm cơ bản, định luật bảo toàn và phương pháp giải bài tập chi tiết. Phân biệt va chạm đàn hồi, không đàn hồi với ví dụ minh họa rõ ràng.
Điểm qua công thức tính lực cản không khí và ứng dụng thực tế
Tìm hiểu công thức tính lực cản không khí và các yếu tố ảnh hưởng trong chuyển động vật lý. Phân tích chi tiết cách áp dụng cho ô tô, xe máy kèm ví dụ minh họa rõ ràng.
Điểm qua công thức tính lực hãm và ứng dụng trong vật lý cơ bản
Tìm hiểu chi tiết công thức tính lực hãm trong chuyển động, các thành phần cơ bản và ứng dụng thực tế. Hướng dẫn tính toán lực ma sát, lực cản môi trường và lực phản lực.
Tìm hiểu công thức tính gia tốc trung bình và ứng dụng thực tế
Tìm hiểu công thức tính gia tốc trung bình và các yếu tố ảnh hưởng trong chuyển động. Phân tích phương pháp tính cho từng dạng chuyển động kèm ứng dụng thực tế.
Nghiên cứu công thức định luật vạn vật hấp dẫn và ứng dụng thực tế
Tìm hiểu công thức định luật vạn vật hấp dẫn qua các thành phần cơ bản, mối quan hệ với trọng lực và phương pháp tính toán lực hấp dẫn giữa các vật trong thực tế.
Học công thức tính hiệu suất trong vật lý và các ứng dụng thực tế
Tìm hiểu công thức tính hiệu suất trong vật lý qua các khái niệm cơ bản, phương pháp tính toán cho bài toán cơ học và điện năng, kèm bài tập ví dụ chi tiết.