Gia tốc là gì ?
Gia tốc là một đại lượng trong Vật Lý, đặc trưng cho sự đổi khác nhanh hay chậm của tốc độ theo thời hạn. Gia tốc là đại lượng cơ bản được sử dụng để diễn đạt cho hoạt động. Tương tự như tốc độ, gia tốc cũng là một đại lượng hữu hướng ( vector ) .
Trong mạng lưới hệ thống đơn vị chức năng quốc tế SI, đơn vị chức năng của gia tốc là m / s² ( mét trên giây bình phương ) .
Như chúng ta biết, gia tốc là đại lượng hữu hướng và được biểu diễn dưới dạng vector. Vì vậy, nó có thể mang giá trị âm hoặc giá trị dương tùy thuộc vào chiều chuyển động của vật và cách chọn gốc tọa độ. Để hiểu rõ hơn, chúng ta cùng tìm hiểu về đặc điểm của gia tốc trong hai trường hợp sau:
Trường hợp 1: Chuyển động thẳng và nhanh dần đều
- Qũy đạo hoạt động là một đường thẳng
- Vận tốc vận động và di chuyển của vật tăng đều theo thời hạn .
- Gia tốc của vật có độ lớn và hướng không bị biến hóa theo thời hạn .
Khi đó : Vector tốc độ và vector gia tốc luôn cùng hướng với nhau, tức là tích a. v > 0 .
Trường hợp 2: Chuyển động thẳng nhưng chậm dần đều
Đặc điểm :
- Qũy đạo hoạt động vẫn là một đường thẳng .
- Vận tốc của vật lại giảm dần đều theo thời hạn .
- Gia tốc của vật có độ lớn và hướng không bị đổi khác theo thời hạn .
Khi đó : Vector tốc độ và vector gia tốc luôn ngược hướng nhau, tức là tích a. v < 0 .
Bài viết tìm hiểu thêm : Trọng lực là gì ? Công thức tính cùng cách phân biệt trọng tải
Công thức tính gia tốc
Trong trường hợp vật hoạt động thẳng dần đều, chỉ biến hóa độ lớn của hoạt động mà không thay đổi chiều thì biểu thức hay công thức tính gia tốc được viết như sau :
Trong đó :
- a : Gia tốc của vật ( m / s² )
-
v1: Là vận tốc tại thời điểm t1
- v2 : Là tốc độ tại thời gian t2
- v = v2 – v1 : Sự biến thiên tốc độ trong hoạt động của vật .
- t = t2 – t1 : Khoảng thời hạn để vật biến hóa tốc độ từ v1đến v2
Trong chương trình vật lý lớp 11, để thuận tiện cho quy trình đo lường và thống kê, người ta thường :
– Chọn trục Ox trùng với phương hoạt động của vật ; chiều dương trùng với chiều của hoạt động ( tức là v > 0 ). Khi đó :
- Đối với hoạt động nhanh dần đều thì gia tốc a > 0
- Đối với hoạt động chậm dần đều thì gia tốc a < 0 .
– Chọn gốc tọa độ trùng với vị trí xuất phát của vật .
– Chọn t0 = 0 là lúc vật khởi đầu hoạt động .
Khi đó, ta sẽ có công thức tính gia tốc như sau :
Ví dụ : Một chiếc xe xe hơi đang vận động và di chuyển từ Tuyên Quang với tốc độ là 63 km / h thì đến Thành Phố Hà Nội và hãm phanh. Sau 10 giây, tốc độ còn lại là 45 km / h. Xác định gia tốc của chiếc xe .
Giải
Chọn chiều dương sẽ là chiều hoạt động của xe. Gốc tọa độ đặt tại vị trí xe xe hơi hãm phanh và gốc thời hạn là lúc xe xe hơi khởi đầu hãm phanh .
Ta có : v1 = 63 km / h = 17.5 m / s
v2 = 45 km / h = 12.5 m / s
Gia tốc của xe xe hơi được xác lập theo công thức sau :
Phân loại gia tốc và những công thức tương quan
Trong chương trình Vật Lý THPT, tất cả chúng ta đã được làm quen với 6 loại gia tốc khác nhau. Cụ thể như sau :
Gia tốc tức thời
Gia tốc tức thời của một vật là đại lượng trình diễn sự đổi khác về tốc độ của vật đó trong một khoảng chừng thời hạn vô cùng nhỏ .
Công thức tính :
Với :
- a : Gia tốc của vật trong khoảng chừng thời hạn t
- v : Vận tốc của vật ( m / s )
- t : Thời gian vật chuyển dời ( s )
Gia tốc trung bình
Là đại lượng màn biểu diễn sự đổi khác tốc độ của một vật trong một khoảng chừng thời hạn xác lập. Gia tốc trung bình được xác lập bằng thương giữa biến thiên của tốc độ và biến thiên thời gian. Biểu thức :
Với :
- a : Gia tốc của vật
- v : Vận tốc của vật ( m / s )
- t : Thời gian vật vận động và di chuyển ( s )
Gia tốc pháp tuyến
Là đại lượng biểu lộ sự biến hóa về phương của tốc độ. Gia tốc pháp tuyến có phương vuông góc với tiếp tuyến quỹ đạo của vật và chiều thì luôn hướng về phía lõm trên quỹ đạo .
Công thức:
Với :
- v : Vận tốc tức thời của vật ( m / s )
- R : Độ dài nửa đường kính cong ( m )
Chú ý : Khi vật hoạt động tròn đều thì v và R là đại lượng không đổi. Vì vậy, trong trường hợp này, gia tốc pháp tuyến chính là gia tốc hướng tâm và không biến hóa .
Gia tốc tiếp tuyến
Là đại lượng đặc trưng cho sự biến hóa về độ lớn của vector tốc độ. Gia tốc tiếp tuyến có phương trùng với phương tiếp tuyến ; cùng chiều khi vật hoạt động nhanh dần và ngược chiều khi vật hoạt động chậm dần .
Công thức :
Với :
- at : Gia tốc của vật trong khoảng chừng thời hạn t
- v : Vận tốc của vật ( m / s )
- t : Thời gian vật chuyển dời ( s )
Gia tốc hướng tâm
Là gia tốc của vật hoạt động trên một quỹ đạo cong. Xét trong hệ quy chiếu so với một vật hoạt động thì gia tốc hướng tâm sẽ cân đối với gia tốc ly tâm do tính năng của lực quán tính trong hệ quy chiếu gây ra. Như vậy, 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 :
Với
- ω² : Tốc độ góc
- v : Vận tốc tức thời ( m / s )
- R : Bán kính cong
- aht : Gia tốc hướng tâm
Lưu ý : Đối với hoạt động tròn đều trên quỹ đạo là đường tròn, cả v và R đều không đổi khác và gia tốc hướng tâm cũng không đổi. Đặc biệt, trong quỹ đạo này, gia tốc hướng tâm luôn hướng vào tâm quay và nhờ vào vào nửa đường kính, độ lớn và vận tốc quay của vật .
Gia tốc toàn phần
Được xác lập bằng tổng của gia tốc pháp tuyến và gia tốc pháp tuyến .
Công thức :
Với :
- atp : Gia tốc toàn phần
- at : Gia tốc tiếp tuyến
- an : Gia tốc pháp tuyến
Gia tốc trọng trường là gì ?
Là gia tốc được sinh ra do công dụng của lực mê hoặc lên một vật. Nếu bỏ lỡ ma sát do công dụng của lực cản không khí thì mọi vật sẽ phải chịu tác động ảnh hưởng của gia tốc trọng trường mê hoặc giống nhau so với tâm khối lượng của vật ( theo nguyên tắc tương tự ) .
Gia tốc trọng trường thường do tính năng của lực hút Trái Đất gây nên. Vì vậy, tại những điểm khác nhau trên Trái Đất, vật sẽ rơi với gia tốc nằm trong khoảng chừng từ 9.78 m / s2đến 9.83 m / s2. Tuy nhiên, trong những bài tập tính toán, người ta thường làm tròn giá trị của gia tốc lên 10 m / s2 .
Công thức tính gia tốc trọng trường của vật tại một điểm nào đó sẽ được tính theo định luật vạn vật mê hoặc của Newton với biểu thức như sau :
g ’ = gR² / ( R + h ) ²
Với :
- 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. Trong đó, nếu vật trên mặt đất sẽ có giá trị dương và dưới mặt đất sẽ có giá trị âm .
Gia tốc góc
Là sự biến thiên về tốc độ góc của một vật hoạt động trên quỹ đạo tròn theo thời hạn. Khái niệm này được lan rộng ra từ khái niệm gia tốc hoạt động trên quỹ đạo thẳng sang quỹ đạo tròn. Nó là đạo hàm bậc nhất của tốc độ góc và đạo hàm bậc 2 của góc tính theo thời hạn .
Nếu vật chuyển động quay mà có trục cố định và thắt chặt thì mối liên hệ giữa gia tốc góc, mô men lực với mô men quán tính trục quay của vật được trình diễn như sau :
M = I. ε ( Theo định luật 2 Newton ) .
Đây cũng chính là công thức tính gia tốc góc với :
- ε : Mô men lực
- M : Mô men quán tính với trục quay của vật .
- I : Gia tốc góc
Bài viết tìm hiểu thêm : Cát tuyến là gì ? Tìm hiểu về cát tuyến và cát tuyến của đường tròn
Trên đây là hàng loạt thông tin giải đáp vướng mắc định nghĩa gia tốc là gì, phân loại và những công thức tính gia tốc. Hy vọng qua những san sẻ trên sẽ mang đến nhiều kiến thức và kỹ năng hay và hữu dụng tới bạn đọc. Nếu bạn có bất kể vướng mắc hay góp ý gì về bài viết trên, sung sướng để lại phản hồi bên dưới bài viết cho chúng tôi biết nhé !
5/5 – ( 2 bầu chọn )
Source: https://taimienphi.club
Category: Chưa phân loại