Gia tốc là gì? Gia tốc một đại lượng vật lý quan trọng trong chương trình vật lý trung học phổ thông. Có những ứng dụng thực tiễn to lớn trong cuộc sống và hay các công trình nghiên cứu khoa học. Để giúp bạn đọc có thêm nhiều kiến thức hữu ích về gia tốc, bài viết sau đây thapgiainhietliangchi sẽ đem tới cho bạn khái niệm gia tốc là gì? Phân loại, công thức tính gia tốc, đơn vị đo,… xin mời bạn đón đọc.
Tìm hiểu gia tốc là gì?
Gia tốc là gì? Khái niệm gia tốc chắc chắn đã không còn lạ lẫm gì đối với nhiều người. Xuyên suốt chương trình vật lý đã học, gia tốc chính là một yếu tố vô cùng quan trọng. Gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi của vận tốc theo thời gian.
Gia tốc là gì? Gia tốc là một trong những đại lượng cơ bản để mô tả các chuyển động. Tương tự như vận tốc, gia tốc có hướng chuyển động, chính vì vậy nó cũng được gọi là đại lượng vectơ, tức là chúng có hướng và cả độ lớn. Hướng gia tốc của một vật được xác định dựa vào hướng của lực tác dụng lên vật đó.
Khi vật thể di chuyển chậm dần thì gia tốc của nó là số âm. Độ lớn của gia tốc chính là tổng lượng của gia tốc. Khi vật chuyển động tăng tốc khi vecto gia tốc cùng chiều với chiều chuyển động, giảm tốc khi vecto gia tốc ngược chiều với chiều chuyển động, đổi hướng khi vecto gia tốc có phương khác với phương của chuyển động
Gia tốc được toàn cầu quy ước ký hiệu là “a”. Dựa theo hệ đơn vị đo quốc tế SI, đơn vị đo của gia tốc là m/s² nghĩa là m/s mỗi giây.
Ý nghĩa của gia tốc chính là dùng để đo, thể hiện sự thay đổi về tốc độ của vận tốc. Khi nhìn vào gia tốc, chúng ta có thể đánh giá được đối tượng đó đang thay đổi vận tốc nhanh hay chậm.
Công thức tính gia tốc
Công thức tổng quát dùng để tính gia tốc của một vật bất kỳ đang chuyển động thẳng không đổi chiều sẽ được áp dụng như sau:
Trong đó:
- v: Là vận tốc tức thời tại một thời gian t
- v0: Là vận tốc tại tại thời gian t0
- v1: Là vận tốc tức thời tại thời gian t1
- v2: Là vận tốc tức thời tại thời gian t2
- t1, t2: Là để chỉ thời gian
- Δv = v2 – v1: Là sự biến thiên vận tốc của vật thể
- Δt = t2 – t1: Là thời gian mà vật thể thay đổi vận tốc từ v1 sang vận tốc v2
- m/s²: Đơn vị đo gia tốc
Công thức tính gia tốc góc sẽ là M=Iε
Nếu chuyển động quay của vật dựa theo một trục quay cố định, khi ta áp dụng định luật Newton cho chuyển động này, ta có thể viết ra mối liên hệ giữa gia tốc góc là: ε với mômen lực là M và mômen quán tính đối với trục quay của vật chính là I.
Các loại gia tốc cơ bản
Có một số loại gia tốc mà chúng ta thường gặp trong chương trình vật lý THPT đó là:
- Gia tốc tức thời
- Gia tốc trung bình
- Gia tốc pháp tuyến
- Gia tốc tiếp tuyến
- Gia tốc toàn phần
- Gia tốc trọng trường
Gia tốc tức thời là gì?
Đây là gia tốc đại diện cho sự thay đổi vận tốc của một vật thể tại một khoảng thời gian rất nhỏ. Gia tốc này được tính toán thông qua công thức cụ thể như sau:
Trong đó ta có:
v: dùng để chỉ vận tốc có đơn vị đo là m/s
t: dùng để chỉ thời gian với đơn vị đo là s
Gia tốc trung bình là gì?
Tỉ số giữa sự thay đổi vận tốc và khoảng thời gian được xác định đó chính là gia tốc trung bình. Chúng ta cũng có thể hiểu đơn giản như sau, gia tốc trung bình của một vật thể chính là sự thay đổi của vận tốc chia cho thay đổi của khoảng thời gian. Chúng được biểu hiện bởi công thức tính gia tốc trung bình như sau:
Trong đó ta có:
atb: Chính là quy ước gia tốc trung bình
v: Để chỉ vận tốc của vật thể tại thời điểm t
v0: Để chỉ vận tốc của vật thể tại thời điểm t0
Δv:Để chỉ sự thay đổi của vận tốc
Δt: Để chỉ thời gian để v0 trở thành v
Gia tốc pháp tuyến là gì?
Gia tốc pháp tuyến là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi về phương của vận tốc. Cụ thể, gia tốc pháp tuyến sẽ có phương vuông 1 góc 90 độ với tiếp tuyến của quỹ đạo vật thể, còn chiều sẽ hướng chuyển động về phía lõm của quỹ đạo. Công thức tính gia tốc pháp tuyến như sau:
Trong đó ta có:
an: Để chỉ của gia tốc pháp tuyến
v: Để chỉ vận tốc tức thời, đơn vị m/s
R: Để chỉ độ dài của bán kính cong, đơn vị đo là m
Gia tốc tiếp tuyến là gì?
Gia tốc tiếp tuyến chính là đại lượng để mô tả sự biến thiên về độ lớn của vector vận tốc. Gia tốc tiếp tuyến có phương trùng với phương của tiếp tuyến nên có tên gọi như vậy và cùng chiều với vật thể khi chuyển động tăng dần và ngược chiều với vật thể khi chuyển động giảm dần. Công thức tính gia tốc tiếp tuyến được viết như sau:
Trong đó ta có, mối quan hệ giữa gia tốc tiếp tuyến với gia tốc pháp tuyến như sau: gia tốc trong chuyển động hình cong bao gồm có 2 phần.
- Gia tốc pháp tuyến là đặc trưng cho sự thay đổi về phương của vận tốc theo thời gian
- Gia tốc tiếp tuyến lại đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vận tốc theo thời gian.
Gia tốc toàn phần là gì?
Gia tốc toàn phần chính là gia tốc tổng của hai loại gia tốc gồm gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến dựa theo đại lượng vectơ. Chúng ta có công thức tính gia tốc toàn phần như sau:
Trong đó:
atp: Dùng để chỉ gia tốc toàn phần
an: Dùng để chỉ gia tốc pháp tuyến
at: Dùng để chỉ gia tốc tiếp tuyến
Gia tốc trọng trường
Ngoài những loại gia tốc kể trên, chúng ta còn có cả gia tốc trọng trường nữa. Gia tốc trọng trường chính là đại lượng của gia tốc tạo bởi lực hấp dẫn tác động lên một vật. Khi chúng ta bỏ qua lực cản do không khí tạo ra thì mọi vật thể đều sẽ phải chịu một loại gia tốc trọng trường giống nhau đối với tâm khối lượng của vật thể dựa theo nguyên lý tương đương.
Gia tốc trọng trường có liên quan trực tiếp đến lực hút Trái Đất. Chính vì lẽ đó mà gia tốc trọng trường của mọi vật đối với mọi khối lượng đều giống như nhau. Gia tốc trọng trường thường là do lực hút của Trái Đất tạo nên, thường dao động trong khoảng từ 9.78 đến 9.83. Tuy nhiên chúng đều được làm tròn cho gần bằng 10m/s².
Trong bài viết trên, thapgiainhietliangchi đã cung cấp cho bạn đọc những kiến thức đầy đủ về khái niệm gia tốc là gì? Phân loại, đơn vị đo gia tốc, công thức tính các loại gia tốc khác nhau. Hy vọng rằng với những chia sẻ trên sẽ hữu ích đối với các bạn trong học tập cũng như cuộc sống thực tiễn hiện nay.