721 Views

Gia tốc là gì? Công thức tính & phân loại các loại gia tốc

Gia tốc là 1 loại đại lượng cực kỳ quan trọng và có tính ứng dụng thực tiễn vô cùng to lớn trong nhiều lĩnh vực cũng như trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Vậy câu hỏi được đặt ra, gia tốc là gì? Hiện nay có bao nhiêu loại gia tốc và công thức tính gia tốc như thế nào? Những vấn đề này sẽ được Thợ sửa xe làm sáng tỏ ngay trong bài viết dưới đây, các bạn đừng bỏ lỡ nhé!

==> Xem thêm: Trọng lực là gì? Công thức tính trọng lực | Phân biệt trọng lực – trọng lượng

Gia tốc là gì?

Chúng ta chắc chắn đã không còn lạ lẫm gì đối với khái niệm gia tốc nữa. Xuyên suốt trong hệ thống chương trình vật lý đã học, gia tốc chính là một yếu tố vô quan trọng, là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi của vận tốc theo thời gian.

gia-toc-la-gi
Gia tốc có nghĩa là gì?

Gia tốc cũng là một trong những đại lượng cơ bản để mô tả các chuyển động. Cũng giống như vận tốc, gia tốc có hướng chính vì vậy nó cũng được gọi là đại lượng vectơ, tức là chúng có cả hướng và độ lớn. Hướng gia tốc của một vật được xác định nhờ hướng của lực tác dụng lên vật đó. Khi vật thể di chuyển chậm dần thì gia tốc là số âm. Độ lớn gia tốc chính là tổng lượng gia tốc.

Gia tốc được quy ước ký hiệu là “a”. Dựa theo hệ đơn vị đo quốc tế SI thì đơn vị của gia tốc là m/s2. Ý nghĩa của gia tốc chính là dùng để đo sự thay đổi về tốc độ của vận tốc. Khi nhìn vào gia tốc, chúng ta có thể đánh giá được đối tượng đó thay đổi vận tốc nhanh hay chậm.

Công thức gia tốc

Công thức tổng quát để tính gia tốc của một vật đang chuyển động thẳng không đổi chiều sẽ được áp dụng như sau:

cong-thuc-tinh-gia-toc

Trong đó:

  • v1: Là vận tốc tức thời tại thời điểm t1
  • v2: Là vận tốc tức thời tại thời điểm t2
  • t1, t2: Để chỉ thời gian
  • Δv = v2 – v1: Sự biến thiên vận tốc của vật thể
  • Δt = t2 – t1: Là thời gian mà vật thể thay đổi vận tốc từ v1 sang v2
  • m/s2: Đơn vị gia tốc

Công thức tính gia tốc góc: M=Iε

Nếu chuyển động quay của vật dựa theo trục quay cố định thì khi áp dụng định luật Newton cho chuyển động này, ta có thể viết mối liên hệ giữa gia tốc góc là: ε với mômen lực là  M và mômen quán tính đối với trục quay của vật là I.

Phân loại gia tốc cơ bản

Một số loại gia tốc mà chúng ta thường gặp trong các 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

Đây là gia tốc đại diện cho sự thay đổi vận tốc của vật thể tại một khoảng thời gian rất nhỏ. Gia tốc này được tính thông qua công thức cụ thể như sau:

cong-thuc-tinh-gia-toc-tuc-thoi

Trong đó:

  • v: Để chỉ vận tốc có đơn vị đo là m/s
  • t: Để chỉ thời gian với đơn vị đo là s

Gia tốc trung bình

Tỉ số giữa sự thay đổi vận tốc và khoảng thời gian được xác định chính là gia tốc trung bình. Chúng ta cũng có thể hiểu đơn giản rằng, gia tốc trung bình của một vật thể chính là sự thay đổi của vận tốc chia cho thay đổi của thời gian.  Chúng được biểu hiện bởi công thức sau:

cong-thuc-tinh-gia-toc-trung-binh

Trong đó:

  • atb: Chính là gia tốc trung bình
  • v: Vận tốc của vật thể tại thời điểm t
  • v0: Vận tốc của vật thể tại thời điểm t0
  • Δv: Là sự thay đổi của vận tốc
  • Δt: Là thời gian để v0 trở thành v

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 nằm vuông 1 góc 90 độ với tiếp tuyến của quỹ đạo vật thể, còn chiều sẽ hướng về phía lõm của quỹ đạo. Công thức thể hiện cho gia tốc này như sau:

cong-thuc-tinh-gia-toc-phap-tuyen

Trong đó:

  • an: Ký hiệu của gia tốc pháp tuyến
  • v: Chính là vận tốc tức thời, đơn vị m/s
  • R: Độ dài của bán kính cong, đơn vị đo là m

Gia tốc tiếp tuyến

Gia tốc này 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 và cùng chiều với vật thể khi chuyển động nhanh dần và ngược chiều với vật thể khi chuyển động chậm dần. Công thức tính gia tốc tiếp tuyến như sau:

cong-thuc-tinh-gia-toc-tiep-tuyen

Gia tốc toàn phần

Đây chính là gia tốc tổng của hai loại gia tốc là gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến dựa theo đại lượng vectơ. Chúng có công thức tính như sau:

cong-thuc-tinh-gia-toc-toan-phan

Trong đó: 

  • atp: Chính là để chỉ gia tốc toàn phần
  • an: Để chỉ gia tốc pháp tuyến
  • at: Để chỉ gia tốc tiếp tuyến

Gia tốc trọng trường là gì?

Ngoài những loại gia tốc trên thì chúng ta còn có cả gia tốc trọng trường. Đây là đại lượng của gia tốc tạo bởi lực hấp dẫn tác động lên vật. Khi ta bỏ qua lực cản do không khí thì mọi vật thể đều phải chịu một gia tốc trọng trường giống nhau đối với tâm khối lượng của vật thể dựa theo nguyên lý tương đương.

gia-toc-trong-truong-la-gi
Gia tốc trọng trường có liên quan đến lực hút Trái Đất

Chính vì lẽ đó mà gia tốc trọng trường của mọi vật đối với mọi khối lượng đều như nhau. Gia tốc này thường là do lực hút của Trái Đất tạo ra nên thường dao động trong khoảng 9.78 đến 9.83. Tuy nhiên chúng đều được làm tròn gần bằng 10m/s2. Công thức gia tốc trọng trường:

cong-thuc-tinh-gia-toc-trong-truong
Công thức tính gia tốc trọng trường

Trong bài viết này, chúng tôi đã cung cấp cho bạn đọc những kiến thức đầy đủ về định nghĩa gia tốc là gì cũng như phân loại và công thức tính từng loại gia tốc khác nhau. Hy vọng rằng những chia sẻ đó sẽ hữu ích đối với các bạn trong cuộc sống thực tiễn hiện nay.

721 Views