Vận tốc trung bình là gì? Cách xác định vận tốc trung bình chuẩn nhất

Công thức tính vận tốc là V= S/t, trong đó (i) V là vận tốc (ii) S là Quãng đường vật chuyển động được (iii) t là thời gian để di chuyển hết quãng đường. Vậy, vận tốc trung bình là gì? Cách xác định vận tốc trung bình và công thức tính ra sao mời bạn cùng theo dõi bài viết sau của Trang Tài Liệu.

Vận tốc trung bình là gì?

Vận tốc trung bình là tỉ lệ giữa quãng đường di chuyển và thời gian di chuyển. Công thức tính vận tốc trung bình là:

v = Δs / Δt

Trong đó, v là vận tốc trung bình, Δs là quãng đường di chuyển và Δt là thời gian di chuyển.

Ví dụ, nếu một người chạy từ điểm A đến điểm B, quãng đường di chuyển là 5km và thời gian di chuyển là 30 phút (0.5 giờ), vận tốc trung bình của người đó sẽ là:

v = Δs / Δt = 5km / 0.5 giờ = 10 km/h

Vậy, vận tốc trung bình của người đó trong quá trình chạy từ điểm A đến điểm B là 10km/h.

Phân biệt vận tốc và tốc độ

Vận tốc là một đại lượng có hướng. Cần phân biệt được tốc độ, một đại lượng vô hướng đơn thuần được sử dụng để mô tả tính nhanh, chậm của một chuyển động. Tốc độ chính là độ lớn vectơ vận tốc. 

Hiểu đơn giản, vận tốc chỉ quãng đường vật di chuyển được trong một đơn vị thời gian. Độ lớn vận tốc sẽ cho ta biết được mức độ nhanh hoặc chậm của chuyển động và được tính bằng độ dài của quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian. 

Quý vị có thể tham khảo phân biệt cụ thể tại bảng dưới đây:

Cơ sở để so sánh	Tốc độ	Vận tốc
Ý nghĩa	Tốc độ đề cập đến khoảng cách được bao phủ bởi một đối tượng trong đơn vị thời gian.	Vận tốc đề cập đến sự dịch chuyển của vật thể trong thời gian đơn vị.
Xác định	Làm thế nào nhanh chóng một cái gì đó đang di chuyển?	Theo hướng nào một cái gì đó đang di chuyển?
Số lượng	Số lượng vô hướng	Số lượng Vetor
Chỉ ra	Sự nhanh chóng của đối tượng.	Nhanh chóng và vị trí của đối tượng.
Tỷ lệ	Thay đổi khoảng cách	Thay đổi dịch chuyển
Khi cơ thể trở về vị trí ban đầu	Sẽ không bằng không	Sẽ là số không
Vật di chuyển	Tốc độ của đối tượng di chuyển không bao giờ có thể là tiêu cực.	Vận tốc của vật chuyển động có thể dương, âm hoặc bằng không.

Công thức tính vận tốc

Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc sẽ được tính theo công thức: v= S/t.

Trong đó: 

+ V: Vận tốc

+ S: Quãng đường vật chuyển động được

+ t: Thời gian để di chuyển hết quãng đường.

Áp dụng từ công thức tính vận tốc chúng ta có thể dễ dàng tính được 2 đại lượng quãng đường và thời gian.

+ Khi biết được vận tốc, thời gian ta có công thức tính quãng đường: S= v.t

+ Khi biết được vận tốc, quãng đường ta có công thức tính thời gian: t = S/v

Đơn vị đo vận tốc

Đơn vị của vận tốc sẽ phụ thuộc theo đơn vị độ dài và của thời gian. Trong hệ thống đo lường SI, ta có quãng đường được đo bằng mét, thời gian đo theo giây (s). Vậy nên ta sẽ có đơn vị vận tốc là mét/ giây (m/s). 

Bên cạnh đó, vận tốc còn có những đơn vị khác như km/h/ .Do đó trước khi giải quyết những bài toán liên quan đến vận tốc, chúng ta cần xem đơn vị của thời gian và quãng đường đã cùng đơn vị hay chưa. 

Lưu ý: Cách để đổi đơn vị trong vật lý khá đơn giản mà bạn cần ghi nhớ như sau: 1m/s= 3,6 km/h; 1m/s= 3,6 km/h 

Cách đổi vận tốc

Để đổi vận tốc của một vật, bạn cần áp dụng một lực hoặc một tác động lên vật đó. Theo định luật Newton thứ hai, sức đẩy bằng khối lượng nhân với gia tốc, do đó, để đổi vận tốc của vật, bạn cần phải áp dụng một lực để tạo ra gia tốc.

Công thức để tính vận tốc của một vật là: v = Δs/Δt, trong đó v là vận tốc, Δs là khoảng cách mà vật di chuyển và Δt là thời gian mà vật di chuyển qua khoảng cách đó.

Để tăng vận tốc của một vật, bạn có thể tăng lực đẩy hoặc giảm khối lượng của vật. Nếu lực đẩy không đổi, vận tốc của vật tăng khi khối lượng của vật giảm.

Tương tự, để giảm vận tốc của một vật, bạn có thể giảm lực đẩy hoặc tăng khối lượng của vật. Nếu lực đẩy không đổi, vận tốc của vật giảm khi khối lượng của vật tăng.

Ngoài ra, các tác động như ma sát cũng có thể làm giảm vận tốc của vật.

Công thức tính vận tốc trung bình

Vận tốc trung bình chỉ là một đại lượng mang tính quy ước, chúng ta tự đặt ra để dễ nghiên cứu về một chuyển động. Trên cả quãng đường, vật có thể không lúc nào chuyển động với vận tốc bằng vận tốc trung bình.

Một vật chuyển động không đều (vận tốc thay đổi) thì vận tốc trung bình được xác định bằng tỷ số giữa tổng độ dài quãng đường và tổng thời gian

V_{trung bình} = Tổng quãng đường : tổng thời gian.

Công thức tính vận tốc trung bình và tốc độ trung bình

Công thức tính vận tốc trung bình và tốc độ trung bình khá giống nhau, tuy nhiên, chúng có một số khác biệt cơ bản như sau:

1. Vận tốc trung bình (Average Velocity):

Vận tốc trung bình là tỉ lệ giữa quãng đường di chuyển và thời gian di chuyển và bao gồm cả hướng của chuyển động. Công thức tính vận tốc trung bình là:

v = Δx / Δt

Trong đó, v là vận tốc trung bình, Δx là khoảng cách di chuyển và Δt là thời gian di chuyển. Vận tốc trung bình được tính bằng đơn vị đo đường dài trên thời gian, ví dụ như mét/giây, kilômét/giờ,…

2. Tốc độ trung bình (Average Speed):

Tốc độ trung bình là tỉ lệ giữa quãng đường di chuyển và thời gian di chuyển và không quan tâm đến hướng của chuyển động. Công thức tính tốc độ trung bình là:

v = d / t

Trong đó, v là tốc độ trung bình, d là quãng đường di chuyển và t là thời gian di chuyển. Tốc độ trung bình được tính bằng đơn vị đo đường dài trên thời gian, ví dụ như mét/giây, kilômét/giờ,…

Ví dụ: Nếu một chiếc ô tô di chuyển từ thành phố A đến thành phố B, khoảng cách giữa hai thành phố là 200 km và thời gian di chuyển là 4 giờ.

– Vận tốc trung bình của chiếc ô tô được tính bằng công thức: v = Δx / Δt = 200km / 4h = 50km/h.

– Tốc độ trung bình của chiếc ô tô được tính bằng công thức: v = d / t = 200km / 4h = 50km/h.

Vậy, vận tốc trung bình và tốc độ trung bình của chiếc ô tô trong quá trình di chuyển từ thành phố A đến thành phố B đều là 50km/h.

Một số công thức tính vận tốc khác

Công thức tính vận tốc dòng nước

Chú ý: Trong trường hợp vật chuyển động ngược dòng ta sẽ có thêm lực cản dòng nước. Ngược lại khi chuyển động xuôi dòng có thêm vận tốc dòng nước. + Các công thức cần nhớ như sau:

+ Vận tốc xuôi dòng = Vận tốc thực vật + Vận tốc dòng nước

+ Vận tốc ngược dòng = Vận tốc thực vật – Vận tốc dòng nước

Như vậy tùy theo yêu cầu từng bài, ta sẽ có công thức tính vận tốc dòng nước khác nhau phụ thuộc vào chiều chuyển động của vật. Trong đó, 

+ Vận tốc thực vật: Vận tốc khi dòng nước yên lặng

+ Trên cùng một quãng đường ta sẽ luôn có thời gian và vận tốc là hai đại lượng có tỉ lệ nghịch. 

Công thức tính vận tốc gió trong đường ống

Việc tính toán vận tốc gió trong đường ống rất quan trọng khi lắp đặt thông gió của kho lạnh hay các thiết bị điều hòa một cách phù hợp nhất. Bởi lẽ đây là yếu tố tác động trực tiếp tới vùng gió thổi ra từ bất kỳ một vị trí nào trong phòng. 

Trong trường hợp vận tốc gió lớn hơn sẽ khiến cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng mạnh. Khi đó người dùng sẽ cảm thấy mát hơn, da khô hơn trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ.

Nếu như nhiệt độ không khí thấp, vận tốc gió của đường ống quá lớn sẽ gây cảnh giác lạnh. Vậy nên, tiêu chuẩn tính vận tốc gió trong đường ống sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ gió, độ ẩm, cường độ lao động và cả trạng thái sức khỏe con người… 

Công thức tính vận tốc truyền âm

Chúng ta sẽ áp dụng công thức tính vận tốc quãng đường thời gian. Cụ thể như sau:

v = S/t . Trong đó:

+ v: Vận tốc truyền âm, đơn vị m/s

+ s: Quãng đường truyền âm, đơn vị m

+ t: Thời gian truyền âm.

Bài tập về tính vận tốc

Bài 1: Quãng đường AB dài 135 km. Ô tô đi từ A đến B hết 2 giờ 30 phút. Tính vận tốc của ô tô, biết dọc đường ô tô nghỉ 15 phút.

=> Giải:

Thời gian ô tô đi quãng đường AB (không kể thời gian nghỉ) là:

2 giờ 30 phút – 15 phút = 2 giờ 15 phút

2 giờ 15 phút = 2,25 giờ

Vận tốc của ô tô là:

135 : 2,25 = 60 (km/giờ)

Bài 2: Cùng trên một quãng đường 24 km, ô tô đi hết 24 phút còn lại còn xe máy đi hết 36 phút. Hỏi vận tốc xe nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu km/h?

=> Giải:

Đổi 24 phút = 0,4 giờ

36 phút = 0,6 giờ

Vận tốc của ô tô là :

24 : 0,4 = 60 (km/giờ)

Vận tốc của xe máy là:

24 : 0,6 = 40 (km/giờ)

Vận tốc của ô tô lớn hơn vận tốc của xe máy và lớn hơn là:

60 – 40 = 20 (km/ giờ)

Bài 3: Một ô tô đi từ A lúc 12 giờ 15 phút và đến B lúc 17 giờ 35 phút. Dọc đường ô tô nghỉ trong 1 giờ 5 phút . Hãy tính vận tốc của ô tô, biết quãng đường AB dài 170 km.

=> Giải:

Thời gian ô tô đi và nghĩ là:

17 giờ 35 phút – 12 giờ 15 phút = 5 giờ 20 phút

Thời gian ô tô đi là:

5 giờ 20 phút – 1 giờ 5 phút = 4 giờ 15 phút hay 4,25 giờ

Vận tốc của ô tô là:

170 : 4,25 = 40 (km/giờ)

Như vậy, với những kiến thức về vận tốc và công thức tính vận tốc mà chúng tôi vừa cập nhật trên đây, hy vọng sẽ giúp các bạn có thể dễ dàng áp dụng vào bài làm hoặc trong cuộc sống. Nếu có bất cứ câu hỏi, thắc mắc nào, hãy kiên hệ với chúng tôi để được tư vấn nhanh chóng và giải đáp khái niệm chính xác.