Công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng đều và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất

Công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng đều và cách giải các dạng bài tập chi tiết nhất

I. Lý thuyết

1. Khái niệm

- Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.

- Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian.

- Vận tốc là đại lượng vật lí đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động. Độ lớn của vận tốc được xác định bằng độ dài của quãng đường mà vật đi được trong một đơn vị thời gian.

2. Công thức

$v=\frac{s}{t}$­­­­­

Trong đó:

+ s: quãng đường vật đi được (m)

+ t: thời gian đi hết quãng đường (s)

+ v: vận tốc của vật (m/s)

3. Kiến thức mở rộng

3.1. Công thức tính tốc độ trung bình

$v_{tb}=\frac{S}{t}=\frac{s_1+s_2+...+s_3}{t_1+t_2+...+t_3}$

Trong đó:

+ v_tb: là tốc độ trung bình (m/s)

+ S: Tổng quãng đường đi được (m)

+ t: tổng thời gian đi được (s)

+ s₁, s₂, …s_n là những quãng đường đi được trong những khoảng thời gian t₁, t₂, …, t_n.

3.2. Công thức tính vận tốc tức thời

$v_{tb}=\frac{x_2-x_1}{t_2-t_1}=\frac{∆x}{∆t}$

Trong đó:

+ x₁, x₂: tọa độ của chất điểm tại các thời điểm t₁, t₂

+ Δx là độ dời của vật trong khoảng thời gian từ t₁ đến t₂

- Công thức tính vận tốc tức thời của vật ở những thời điểm khác nhau:

v = v₀ + a.t (với gốc thời gian lấy ở thời điểm t₀ )

Trong đó:

+ v là vận tốc tại thời điểm t (m/s)

+ v₀ là vận tốc ban đầu (m/s)

+ a là gia tốc $\left(\frac{m}{s^2}\right)$

Chú ý:

+ Chuyển động nhanh dần thì v₀.a > 0

+ Chuyển động chậm dần thì v₀.a < 0

II. Bài tập vận dụng

Câu 1: Một ôtô khởi hành từ Hà Nội lúc 8h, đến Hải Phòng lúc 10h. Cho biết đường Hà Nội – Hải Phòng dài 100km thì vận tốc của ôtô là bao nhiêu km/h, bao nhiêu m/s?

Lời giải:

s = 100km; t₂ = 10h; t₁ = 8h; v = ?

Khoảng thời gian ôtô đi từ Hà Nội đến Hải Phòng là:

t = t₂ – t₁ = 10 – 8 = 2h

Vận tốc của ôtô là:

$V=\frac{S}{t}=\frac{100}{2}=50km/h$

Đổi ra m/s là:

$v=50km/h=\frac{50km}{1h}=\frac{50000m}{3600s}=13,89m/s$

Câu 2: Hai ô tô cùng khởi hành và chuyển động thẳng đều và ngược chiều nhau. Vận tốc của xe thứ nhất gấp 1,2 lần vận tốc của xe thứ hai. Ban đầu hai xe cách nhau 198 km và sau 2 giờ thì hai xe gặp nhau. Tính vận tốc của hai xe?

Lời giải:

Gọi v₁, v₂ lần lượt là vận tốc của xe thứ nhất và xe thứ hai.

Vận tốc của xe thứ nhất gấp 1,2 lần vận tốc của xe thứ hai nên v₁ = 1,2.v₂

Do hai xe đi ngược chiều nhau nên sau mỗi giờ (1h) hai xe lại gần nhau 1 khoảng:

v₁ + v₂ = 1,2.v₂ + v₂ = 2,2.v₂.

Ban đầu hai xe cách nhau 198 km và sau 2h hai xe gặp nhau nên ta có:

2,2.v₂.2 = 198 ⇒ v₂ = 45km/h và v₁ = 54km/h.

Câu 3: Một chiếc xe chạy trên đoạn đường 40 km với tốc độ trung bình là 80 km/h, trên đoạn đường 40 km tiếp theo với tốc độ trung bình là 40 km/h. Tốc độ trung bình của xe trên đoạn đường 80 km này là:

A. 53 km/h.

B. 65 km/h.

C. 60 km/h.

D. 50 km/h.

Lời giải

Chọn:A.

Thời gian chuyển động trên đoạn đường 80 km:

$t=t_1+t_2=\frac{S_1}{v_1}+\frac{S_2}{v_2}=\frac{40}{80}+\frac{40}{40}=1,5h$

Tốc độ trung bình của xe trên đoạn đường 80 km:

$v_{tb}=\frac{S}{t}=\frac{80}{1,5}\approx 5,33 km/h$

Câu 4: Một chiếc xe từ A đến B mất một khoảng thời gian t với tốc độ trung bình là 48 km/h. Trong $\frac{1}{4}$ khoảng thời gian đầu nó chạy với tốc độ trung bình là v₁ = 30 km/h. Trong khoảng thời gian còn lại nó chạy với tốc độ trung bình bằng

A. 56 km/h.

B. 50 km/h.

C. 52 km/h.

D. 54 km/h.

Lời giải

Chọn: D.

Quãng đường xe chạy từ A đến B: S = v_tb.t = 48t (km).

Quãng đường xe chạy trong khoảng thời gian t₁ = $\frac{t}{4}$ là:

S₁ = v₁.t₁ = 30.$\frac{t}{4}$ = 7,5t (km)

Tốc độ trung bình trong khoảng thời gian còn lại là:

$v_2=\frac{S_2}{t_2}=\frac{S-S_1}{t-t_1}=\frac{48t-7,5t}{0,75t}=54km/h$

Câu 5: Hình 2.1 cho biết đồ thị tọa độ của một chiếc xe chuyền động trên đường thẳng. Vận tốc của xe là

A. 10 km/h.

B. 12,5 km/h.

C. 7,5 km/h.

D. 20 km/h.

Lời giải

Chọn: A.

Theo đồ thị: lúc t₁ = 1 h, x₁ = 20 km; lúc t₂ = 4 h, x₂ = 50 km

Vận tốc của xe là: $v=\frac{x_2-x_1}{t_2-t_1}=\frac{50-20}{4-1}=10 km/h$