Gia tốc là gì? Các công thức tính gia tốc

Gia tốc là một trong những kiến thức được đưa vào trong chương trình học của các bạn học sinh. Trong bài viết hôm nay, chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn gia tốc là gì và công thức tính gia tốc. Mời các bạn cùng theo dõi!

Giải thích khái niệm gia tốc là gì?

Gia tốc là một đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc theo thời gian. Đây là một trong những đại lượng cơ bản mỗi khi nhắc đến sự chuyển động, hay nói một cách đơn giản nhất đó là có chuyển động thì sẽ có gia tốc.

Tương tự như vận tốc, gia tốc là đại lượng hữu hướng, thứ nguyên của gia tốc được tính theo độ dài trên bình phương thời gian. Hướng gia tốc của một vật chuyển động được xác định theo hướng của lực tác dụng lên vật đó. Khi một vật thể bắt đầu giảm tốc độ di chuyển thì gia tốc là số âm. Độ lớn của gia tốc chính là tổng lượng gia tốc.

Tìm hiểu gia tốc là gì?

Xét theo phương diện khác, gia tốc là mức độ thay đổi của vận tốc trong quá trình một vật có chuyển động. Khi duy trì vận tốc dịch chuyển không đổi của vật, nghĩa là vật đó không hề tăng tốc. Gia tốc chỉ xuất hiện khi có sự thay đổi của vận tốc.

Vận tốc cũng sẽ thay đổi nhưng chỉ ở một mức độ cố định, khi một đối tượng đang di chuyển với một gia tốc a.

Trong hệ đơn vị quốc tế, đơn vị của gia tốc là m/s2 nó đặc trưng cho sự chuyển đổi nhanh hay chậm về hướng và độ lớn của vận tốc. Vận tốc và gia tốc là đại lượng của vectơ. Khi nhìn vào số đo của gia tốc, bạn có thể biết được vận tốc của vật đó đang thay đổi theo hướng nào.

Chuyển động tăng tốc khi vecto gia tốc cùng chiều với hướng chuyển động; giảm tốc khi vecto gia tốc ngược chiều với chiều của chuyển động; đổi hướng khi vecto gia tốc có phương khác với phương chuyển động.

Tổng hợp công thức tính gia tốc

Gia tốc có công thức tổng quát như sau:

Trong đó:

  • v: là vận tốc tức thời tại thời điểm t
  • v0: là vận tốc tại thời điểm t0

Phân loại của gia tốc

Gia tốc tức thời

Gia tốc tức thời của vật biểu diễn cho sự thay đổi vận tốc của vật đó trong một khoảng thời gian nhỏ nhất (thời gian tức thời). Ta có công thức:

Trong đó:

  • v: là vận tốc, có đơn vị m/s
  • t: là thời gian, có đơn vị là s

Gia tốc trung bình

Gia tốc trung bình của vật biểu diễn cho sự biến thiên vận tốc của vật đó trong một khoảng thời gian nhất định. Gia tốc trung bình được tính bằng công thức sau:

Trong đó

  • a: là gia tốc
  • v: là vận tốc đơn vị m/s
  • t: là thời gian đơn vị là s

Gia tốc trung bình của vật chuyển động

Trong quá trình chuyển động, vật chịu thêm tác động của lực ma sát và lực cản thì cơ năng sẽ bị biến đổi, đồng thời công của các lực này sẽ tính bằng độ biến thiên của cơ năng 

Gia tốc pháp tuyến

Gia tốc pháp tuyến đặc trưng cho sự thay đổi về phương của vận tốc, phương vuông góc với tiếp tuyến của quỹ đạo vật, chiều luôn hướng về phía lõm của quỹ đạo. Công thức tính là:

Trong đó:

  • v: là tốc độ tức thời, có đơn vị m/s
  • R: là độ dài bán kính cong, có đơn vị m

Trong trường hợp vật chuyển động tròn đều thì v và R đều là những đại lượng không đổi nên gia tốc pháp tuyến trong trường hợp này sẽ là gia tốc hướng tâm và không đổi.

Gia tốc tiếp tuyến

Gia tốc tiếp tuyến là đại lượng thể hiện cho sự thay đổi về độ lớn và vecto vận tốc. Phương của gia tốc tiếp tuyến trùng với phương của tiếp tuyến, cùng chiều khi chuyển động nhanh dần và ngược chiều khi chuyển động chậm dần. Công thức tính gia tốc tiếp tuyến như sau:

* Quan hệ của gia tốc tiếp tuyến với gia tốc pháp tuyến là: gia tốc trong chuyển động hình cong có hai phần:

  • Gia tốc pháp tuyến đặc trưng của sự thay đổi về phương của vận tốc theo thời gian
  • Gia tốc trực tuyến đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vận tốc theo thời gian.

Gia tốc toàn phần

Gia tốc toàn phần được hiểu đơn giản là tổng của hai gia tốc, chính là gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến theo vectơ, công thức tính như sau:

Gia tốc trọng trường

Gia tốc trọng trường là đại lượng của gia tốc do lực hấp dẫn tác dụng lên vật. Theo nguyên lý tương đương thì khi bỏ qua ma sát do lực cản không khí, mọi vật đều chịu tác động của một gia tốc trọng trường hấp dẫn là giống nhau đối với tâm khối lượng của vật.

Theo định nghĩa, gia tốc trọng trường giống nhau đối với mọi vật chất và khối lượng, gia tốc trọng trường thường do lực hút của trái đất gây ra nên thường khác nhau tại các điểm và sẽ dao động từ 9.78 – 9.83. Tuy nhiên, khi tiến hành giải các bài tập liên quan đến gia tốc trọng trường, người ta thường lấy sấp xỉ bằng 10 m/s2.

Gia tốc trọng trường tại một điểm nào đó sẽ được tính theo biểu thức vạn vật hấp dẫn Newton, công thức tính gia tốc trọng trường sẽ là:

Trong đó:

  • g: là gia tốc trọng trường tại mặt đất
  • R: là bán kính Trái Đất
  • h: là khoảng cách tới mặt đất, khi ở trên mặt đất, h mang giá trị dương và dưới mặt đất mang giá trị âm

Gia tốc góc

Gia tốc góc là sự thay đổi vận tốc góc của vật chuyển động tròn theo thời gian. Đây là dạng gia tốc mở rộng trong chuyển động từ thẳng sang chuyển động tròn, là đạo hàm bậc nhất của vận tốc góc và là đạo hàm bậc 2 của góc theo thời gian.

Nếu chuyển động quay có một vật cố định, chúng ta áp dụng định luật II Newton thì sẽ có được công thức tính gia tốc góc là: M=I.

Đây là mối liên hệ giữa gia tốc góc, momen lực, M và momen quán tính đối với trục quay của vật.

Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn giải đáp được những thắc mắc về gia tốc là gì rồi. Nếu thấy những thông tin trong bài viết này hay hãy like, share để mọi người cùng biết, đừng quên theo dõi kienthucmaymoc thường xuyên để nhận được nhiều thông tin hữu ích nhé!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *