Tổng hợp các đơn vị đo vận tốc phổ biến hiện nay

Để đạt được hiệu quả trong môn học Vật lý nói riêng và trong đời sống nói chúng ta cần trang bị cho mình các kiến thức về vận tốc. Bài viết dưới đây sẽ chia sẻ tới mọi người các đặc điểm, đơn vị đo vận tốc. Hãy cùng theo dõi nhé!

1. Khái niệm vận tốc là gì?

Vận tốc của một vật được định nghĩa là tốc độ thay đổi vị trí của nó trên hệ quy chiếu. Vận tốc được thể hiện bằng một hàm thời gian. Vận tốc trong trường hợp này được hiểu là vận tốc dài hay vận tốc tuyến tính nhằm phân biệt với vận tốc góc. Vận tốc có các đặc điểm kỹ thuật về tốc độ và hướng chuyển động của vật.

Vận tốc của một vật được biểu hiện bằng vectơ vật lý. Nó được xác định cả về độ lớn và về hướng. Độ lớn của vận tốc được biết đến với tên gọi là tốc độ. Đây là đơn vị dẫn xuất nhất quá mà đơn vị đo vận tốc được thống nhất trong hệ đo lường quốc tế.

Một định nghĩa khác về vận tốc là tốc độ thay đổi vị trí của một vật trong một hệ quy chiếu. Hệ quy chiếu này là nhất quán và phụ thuộc vào hàm thời gian. Một cách dễ hiểu hơn thì vận tốc là khả năng đi được một quãng đường trong một đơn vị thời gian. Đơn vị đo tốc độ phụ thuộc rất nhiều vào đơn vị đo quãng đường và gốc thời gian đang xét.

Vận tốc và tốc độ là hai khái niệm có rất nhiều điểm khác biệt. Trong khi vận tốc là một đại lượng có hướng được xác định. Thì mặt khác tốc độ là một đại lượng vô hướng. Tốc độ thể hiện giá trị của vận tốc. Hai khái niệm này cần được phân biệt kỹ lưỡng do hiện nay vẫn có nhiều người sử dụng không đúng cách.

2. Đơn vị đo vận tốc

2.1 Đơn vị đo vận tốc thường thấy

Đơn vị đo vận tốc được sử dụng nhiều trong các môn khoa học khác nhau. Chúng là đại lượng dùng để đo, tính toán trong nhiều lĩnh vực như toán học, vật lý hay áp dụng trong chính đời sống hằng ngày. Vận tốc cho ta biết được quãng đường vật đã đi trong một đơn vị thời gian. Độ lớn của vận tốc cho thấy sự chuyển động nhanh hay chậm của vật. Tốc độ được tính bằng thương số giữa quãng đường đi được và thời gian chuyển động.

Đơn vị đo vận tốc và đơn vị đo tốc độ gần như không có sự phân biệt. Chúng phụ thuộc và đơn vị đo quãng đường và thời gian đang xét. Trong cuộc sống thời nhật đơn vị hay được sử dụng nhất là km/h. Nó được sử dụng để đo tốc độ của xe máy, ô tô, tàu,… Một tên gọi cũng được người Việt Nam sử dụng nhiều là cây số trên giờ.

Một đơn vị đo tốc độ khác là dặm trên giờ. Đơn vị này được sử dụng phổ biến hơn ở các quốc gia Anh, Mỹ. Nó được quy đổi là 1 dặm xấp xỉ bằng 1,609 km, ký hiệu là mph.

Đơn vị đo tốc độ km/s được sử dụng cho các phương tiện có chuyển động rất nhanh. Các phương tiện đó chẳng hạn như: tàu siêu tốc, vũ khí tên lửa,…

Một đơn vị đo vận tốc thuộc hệ đo lường quốc tế SI là m/s. Nó được sử dụng phổ biến trong thực tế, được ứng dụng trong khoa học, phim ảnh.

2.2 Đơn vị đo vận tốc đặc biệt

Trên biển người ta sử dụng đơn vị hải lý để đo vận tốc. Hải lý là đơn vị dùng đo khoảng cách trên biển. Nó dùng được cho các phương tiện biển như: tàu thủy, tàu ngầm,….Ngoài ra, trong hàng hải người ta còn sử dụng đến “nút” làm đơn vị đo vận tốc. Nút là vận tốc của một vật chuyển động trong một hải lý.

Một loại vận tốc đặc biệt khác là vận tốc ánh sáng. Do có giá trị rất lớn nên nó được tách riêng ra. Vận tốc của ánh sáng có giá trị lớn hơn 300 nghìn km/s. Trong thiên văn học người ta thường biểu thị, thể hiện nó bằng khái niệm năm ánh sáng. Năm ánh sáng cho thấy quãng đường ánh sáng truyền đi được trong một năm.

3. Công thức tính vận tốc

3.1 Công thức tính vận tốc của vật chuyển động thẳng đều

Đây là một dạng chuyển động đặc biệt. Đối với loại chuyển động này thì tốc độ và chuyền chuyển động của vật không thay đổi theo thời gian. Công thức để tính được tốc độ chuyển động của vật cũng rất đơn giản. Nó chính bằng thương số giữa quãng đường đi được và thời gian chuyển động. Về mặt công thức nó được thể hiện như sau: v = s/t.

3.2 Công thức tính vận tốc trung bình của vật

Khi vật có vận tốc thay đổi theo thời gian thì vận tốc trung bình của vật là điều cần quan tâm. Giá trị này được xác định bằng tỷ số giữa sự thay đổi vị trí của vật trong khoảng thời gian đang xét và khoảng thời gian đó. Công thức tính vận tốc trung bình là:

vtb = (s-s0) / (t-t0)

Trong đó các ký hiệu:

• vtb là vận tốc trung bình của vật
• s0 là vị trí ban đầu của vật
• s là vị trí cuối cùng của vật
• t0 là gốc thời gian
• t là thời gian cuối cùng

3.3 Công thức tính vận tốc tức thời của vật

Nếu sử dụng vận tốc trung bình cho ta cái nhìn khái quát về chuyển động của vật trong một khoảng thời gian. Thì vận tốc tức thời cho ta cái nhìn cụ thể tại một thời điểm. Công thức tính vận tốc tức thời là: v = ds/dt. Nó chính là phương trình đạo hàm của công thức tính vận tốc trung bình.

4. Quy đổi các đơn vị đo vận tốc

Như đã nêu ở mục 2, có rất nhiều đơn vị đo vận tốc khác nhau được sử dụng. Vậy chúng được quy đổi như thế nào khi cần thống nhất đơn vị đo. Một số đơn vị khi được đổi ra m/s hoặc km/s như sau:

• 1 km/h = 0,278 m/s
• 1 hải lý/ giờ = 1,852 km/h = 514,44 m/s.
• 1 dặm/ giờ = 1,609 km/h = 446,94 m/s.
• 1 m/s = 3,6 km/h.
• 1 ft/s = 1, 0973 km/h.

Lưu ý: Một số đơn vị quy đổi ở trên chỉ mang tính gần đúng. Chúng có sự sai số do việc tính toán và làm tròn.

5. Ứng dụng của việc phát hiện các đơn vị đo vận tốc

Việc tìm ra các đơn vị đo tốc độ có ý nghĩa rất lớn trong cuộc sống. Nó có sự đóng góp cho các lĩnh vực khoa học như: Toán học, thiên văn, vật lý,… Ngày nay, với các thiết bị thông minh mà ta có thể đo được quãng đường di chuyển, tốc độ di chuyển của mình.

Trong nhiều thiết bị giao thông như xe máy, ô tô có gắn các thiết bị định vị. Do các làn đường, phần đường sẽ có các quy định khác nhau về vận tốc. Vì vậy mà việc có các thiết bị trên sẽ giúp người sử dụng có chuyến đi an toàn hơn. Trong các trường hợp chạy quá tốc độ hệ thống có thể đưa ra các lời cảnh báo để người sử dụng kịp thời giảm tốc, đảm bảo an toàn.

6. Dụng cụ sử dụng để đo vận tốc của chuyển động

Dụng cụ phổ biến được sử dụng để đo tốc độ của vật là tốc kế hay đồng hồ vận tốc. Đây là loại dụng cụ quen thuộc mà đôi khi ta cũng đã từng nghe qua. Tốc kế sẽ được gắn trên các phương tiện giao thông để người ta biết được tốc độ mình đang di chuyển. Và nhờ đó có sự điều chỉnh cho phù hợp.

Để đo được lưu lượng, vận tốc của dòng chảy ta cần sử dụng các dụng cụ đo chuyên biệt. Cảm biến radar giúp ta đo được liên tục lưu lượng nước xả ở các con sông, con kênh. Cảm biến có thể được gắn trên cầu hoặc ở đâu đó tại các kết cấu ven sông. Các đập thủy điện cần được gắn hệ thống này nhằm giám sát lưu lượng nước xả xuống hạ lưu dòng chảy.

Bài viết trên đây chúng tôi đã chia sẻ tới bạn đọc các điểm nổi bật của vận tốc như: Đặc điểm, đơn vị đo vận tốc. Hy vọng mọi người đã có một trải nghiệm hài lòng!