-
7:30 - 20:30
Cả CN & Lễ -
-
Công thức tính gia tốc và phân loại gia tốc. Công thức tính gia tốc tức thời, gia tốc trung bình, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến, gia tốc trọng trường, toàn phần,...
Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc theo thời gian, là đại lượng cơ bản dùng để mô tả chuyển động có hướng như vận tốc. Thứ nguyên của gia tốc là độ dài trên bình phương thời gian.
Gia tốc là gì?
Trong hệ đơn vị quốc tế, gia tốc có đơn vị là mét trên giây bình phương (m/s²).
Để tính gia tốc của một vật đang chuyển động thẳng không đổi chiều ta sẽ áp dụng công thức tổng quát sau:
Công thức tính gia tốc tổng quát
Trong đó:
+ v: Vận tốc ở thời điểm t.
+ v0: Vận tốc ban đầu.
+ t, t0: Thời gian.
+ Δv: Sự biến thiên vận tốc của vật thể.
+ Δt: Thời gian mà vật thể thay đổi vận tốc từ v0 sang v.
Ngoài công thức tính gia tốc tổng quát ra, trong chương trình vật lý THPT ta còn gặp một số loại gia tốc khác:
+ Gia tốc tức thời.
+ Gia tốc trung bình.
+ Gia tốc pháp tuyến.
+ Gia tốc tiếp tuyến.
+ Gia tốc toàn phần.
+ Gia tốc trọng trường.
Phân loại một số loại gia tốc
Gia tốc tức thời đại diện cho sự thay đổi vận tốc của vật thể tại một khoảng thời gian rất nhỏ.
Gia tốc này được tính bằng công thức như sau:
Công thức tính gia tốc tức thời
Trong đó:
+ v: Vận tốc của vật (m/s).
+ a: Gia tốc của vật trong khoảng thời gian t.
+ t: Thời gian vật di chuyển.
Gia tốc trung bình là đại lượng biểu diễn sự thay đổi vận tốc của một vật trong một khoảng thời gian xác định.
Được xác định bằng thương giữa biến thiên của vận tốc và biến thiên thời gian, công thức tính gia tốc gia tốc trung bình được biểu diễn dưới biểu thức sau:
Công thức tính gia tốc trung bình
Trong đó:
+ a: Gia tốc của vật.
+ v: Vận tốc của vật.
+ t: Thời gian vật di chuyển.
Gia tốc tiếp tuyến là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của vector vận tốc. Có phương trùng với phương tiếp tuyến; cùng chiều khi vật chuyển động nhanh dần và ngược chiều khi vật chuyển động chậm dần.
Để tính gia tốc tiếp tuyến, ta thực hiện tính toán theo công thức sau:
Công thức tính gia tốc tiếp tuyến
Trong đó:
+ at: Gia tốc của vật trong khoảng thời gian t.
+ v: Vận tốc của vật.
+ t: Thời gian vật di chuyển.
Gia tốc pháp tuyến là đại lượng thể hiện sự thay đổi về phương của vận tốc. Có phương vuông góc với tiếp tuyến quỹ đạo của vật và chiều thì luôn hướng về phía lõm trên quỹ đạo.
Để tính gia tốc pháp tuyến, người ta có công thức sau:
Công thức tính gia tốc pháp tuyến
Trong đó:
+ v: Vận tốc tức thời của vật.
+ R: Độ dài bán kính cong.
Chú ý: Khi vật chuyển động tròn đều thì v và R là đại lượng không đổi, vì vậy mà gia tốc pháp tuyến chính là gia tốc hướng tâm và không thay đổi.
Gia tốc hướng tâm là gia tốc của vật chuyển động trên một quỹ đạo cong, Xét theo hệ quy chiếu đối với một vật chuyển động thì gia tốc hướng tâm sẽ bằng với gia tốc ly tâm do tác dụng của lực quán tính trong hệ quy chiếu gây ra. Từ đó, gia tốc này sẽ hướng về phía tâm cong của quỹ đạo - ngược hướng với hướng của gia tốc ly tâm nhưng có độ lớn bằng độ lớn của gia tốc ly tâm.
Công thức tính gia tốc hướng tâm sẽ được biểu diễn như sau:
Công thức tính gia tốc hướng tâm
Trong đó:
+ ω²: Tốc độ góc.
+ v: Vận tốc tức thời.
+ R: Bán kính cong.
+ aht: Gia tốc hướng tâm.
Gia tốc trọng trường được sinh ra do tác dụng của lực hấp dẫn lên một vật.
Gia tốc này thường xảy ra do tác động của lực hút Trái Đất gây nên, tùy các điểm khác nhau trên bề mặt Trái Đất mà vật rơi sẽ có gia tốc khác nhau. Tuy vậy, trong các bài tập tính toán người ta thường làm tròn giá trị của gia tốc thành 10 m/s².
Công thức tính gia tốc trọng trường được tính theo định luật vạn vật hấp dẫn của Newton:
Công thức tính gia tốc trọng trường
Trong đó:
+ g: Gia tốc trọng trường của vật tại mặt đất.
+ R: Bán kính của Trái Đất.
+ h: Khoảng cách của vật so với mặt đất.
Lưu ý: Tại khoảng cách của vật so với mặt đất, nếu vật nằm trên mặt đất sẽ có giá trị dương và dưới mặt đất sẽ có giá trị âm.
Gia tốc toàn phần được xác định bằng tổng của gia tốc pháp tuyến và gia tốc pháp tuyến.
Để tính gia tốc toàn phần, người ta có công thức sau:
Công thức tính gia tốc toàn phần
Trong đó:
+ atp: Gia tốc toàn phần.
+ at: Gia tốc tiếp tuyến.
+ an: Gia tốc pháp tuyến.
Sự biến thiên về vận tốc góc của một vật chuyển động trên quỹ đạo tròn theo thời gian được gọi là gia tốc góc.
Nếu vật chuyển động quay mà có trục cố định thì mối liện hệ giữa gia tốc góc, mô men lực với mô men quán tính trục quay cũng là công thức tính gia tốc góc được biểu diễn như sau:
Công thức tính gia tốc góc
Công thức được xác định dựa vào định luật 2 Newton.
Trong đó:
+ ε: Mô men lực.
+ M: Mô men quán tính với trục quay của vật.
+ I: Gia tốc góc.
Dưới đây là bảng tổng hợp công thức tính gia tốc theo từng loại:
Bảng tổng hợp các công thức tính gia tốc
Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường được biểu diễn như sau:
Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường
Trong đó:
+ v: Vận tốc ở thời điểm t.
+ v0: Vận tốc ban đầu.
+ a: Gia tốc chuyển động.
+ s: Quãng đường chuyển động.
Câu 1: Chọn câu phát biểu sai:
A. Vectơ gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều cùng chiều với vectơ vận tốc.
B. Vectơ gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều có phương không đổi.
C. Vectơ gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều với vectơ vận tốc.
D. Vectơ gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều có độ lớn không đổi.
Đáp án: A.
Câu 2: Chọn câu sai: Khi một chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều thì nó:
A. Có gia tốc trung bình không đổi.
B. Có gia tốc không đổi.
C. Chỉ có thể chuyển động nhanh dần hoặc chậm dần đều.
D. Có thể lúc đầu chuyển động chậm dần đều, sau đó nhanh dần đều.
Đáp án: C.
Câu 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động:
A. Có quỹ đạo là đường thẳng, vectơ gia tốc bằng không.
B. Có quỹ đạo là đường thẳng, vectơ gia tốc không thay đổi trong suốt quá trình chuyển động.
C. Có quỹ đạo là đường thẳng, vectơ gia tốc và vận tốc không thay đổi trong suốt quá trình chuyển động.
D. Có quỹ đạo là đường thẳng, vectơ vận tốc không thay đổi trong suốt quá trình chuyển động.
Đáp án: B.
Một số bài tập
Câu 4: Gia tốc là một đại lượng:
A. Vectơ, đặc trưng cho tính nhanh hay chậm của chuyển động.
B. Vectơ, đặc trưng cho tính không thay đổi của vận tốc.
C. Đại số, đặc trưng cho tính không thay đổi của vận tốc.
D. Vectơ, đặc trưng cho sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc.
Đáp án: D.
Câu 5: Một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc đầu v0 = 18 km/h. Sau 15 s, vật đạt vận tốc 20 m/s. Gia tốc của vật là:
A. 0,13 m/s².
B. 0,13 km/h.
C. 1 km/h.
D. 1 m/s².
Đáp án: D.
Hướng dẫn giải trắc nghiệm câu 5
Câu 1: Một đoàn tàu đang chuyển động với v0 = 72 km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt v1 = 54 km/h. Hỏi sau bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu đạt v = 36 km/h và sau bao lâu thì dừng hẳn?
Đáp án:
Hướng dẫn giải tự luận câu 1
Câu 2: Một xe lửa dừng lại hẳn sau 20s kể từ lúc bắt đầu hãm phanh. Trong thời gian đó xe chạy được 120 m. Tính vận tốc của xe lúc bắt đầu hãm phanh và gia tốc của xe.
Đáp án:
Hướng dẫn giải tự luận câu 2
Câu 3: Một xe máy đang đi với v = 50,4 km/h bỗng người lái xe thấy có ổ gà trước mắt cách xe 24,5m. Người ấy phanh gấp và xe đến ổ gà thì dừng lại. Tính gia tốc.
Đáp án:
Hướng dẫn giải tự luận câu 3
- Phân biệt được các loại gia tốc.
- Thuộc công thức tính các loại gia tốc.
- Sử dụng máy tính cầm tay trong tính toán để có đáp án nhanh và đúng nhất.
Một số lưu ý về gia tốc
- Đọc kĩ đề bài trước khi làm để không bỏ lỡ những dữ kiện quan trọng.
- Sau khi làm xong, kiểm tra các đại lượng đã đúng hay chưa.
- Thường xuyên làm bài tập để trau dồi kỹ năng giải bài.
Trên đây là bài viết cung cấp một số lý thuyết và bài tập tổng hợp về gia tốc. Rất mong bài viết sẽ hữu ích với bạn và hẹn gặp lại ở những bài viết sau!
Trung Tâm giảm 500.000đ cho khách hàng sắm sửa ĐT laptop máy tính bảng PC Surface iMac Đồng Hồ trong ngày hôm nay.
0967891080
