Lý thuyết Vật lí 10 Bài 5: Tốc độ và vận tốc

1. Tốc độ trung bình

Tốc độ trung bình là đại lượng đặc trưng cho độ nhanh, chậm của chuyển động, được tính bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian dùng để đi quãng đường đó:

Trong đó:
- $s$: Quãng đường đi được (đơn vị: mét, kí hiệu $m$).
- $t$: Thời gian chuyển động (đơn vị: giây, kí hiệu $s$).
- $v_{tb}$: Tốc độ trung bình (đơn vị chuẩn SI: $m/s$, hoặc $km/h$, với $1 \, m/s = 3,6 \, km/h$).

2. Tốc độ tức thời

Để biết tại một thời điểm hoặc một vị trí xác định trên đường đi vật chuyển động nhanh hay chậm thế nào, người ta dùng khái niệm tốc độ tức thời.

Tốc độ tức thời chính là tốc độ trung bình tính trong một khoảng thời gian cực kì ngắn $\Delta t$ tiến dần tới 0.

Ứng dụng: Tốc kế (đồng hồ đo tốc độ) gắn trên bảng điều khiển của xe máy, ô tô cho biết tốc độ tức thời của xe tại đúng thời điểm người lái quan sát.

1. Vận tốc trung bình và Vận tốc tức thời

Khác với tốc độ chỉ cho biết chuyển động nhanh hay chậm, vận tốc còn cho biết thêm hướng chuyển động của vật:

• Vectơ vận tốc trung bình: Được xác định bằng thương số của vectơ độ dịch chuyển $\vec{d}$ và khoảng thời gian thực hiện độ dịch chuyển đó $\Delta t$: $$\vec{v tb} = \frac{\vec{d}}{\Delta t}$$
• Vectơ vận tốc tức thời: Là vận tốc tại một thời điểm xác định, có gốc đặt tại vật, phương tiếp tuyến với quỹ đạo và chiều cùng chiều chuyển động.

2. Tổng hợp vận tốc (Công thức cộng vận tốc)

Xét một vật chuyển động (1) đối với hệ quy chiếu chuyển động (2), và hệ quy chiếu chuyển động (2) chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên (3):

Trong đó:
- $\vec{v 1,3}$: Vận tốc tuyệt đối (vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên).
- $\vec{v 1,2}$: Vận tốc tương đối (vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động).
- $\vec{v 2,3}$: Vận tốc kéo theo (vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên).