Công cụ tính vận tốc cuối (v = u + at)
Giải phương trình động học v = u + at để tìm vận tốc cuối, vận tốc đầu, gia tốc, hoặc thời gian. Nhập 3 giá trị, xem từng bước giải chi tiết.
Phương trình SUVAT đầu tiên
Với chuyển động có gia tốc không đổi, vận tốc cuối sau thời gian t bằng vận tốc đầu cộng với phần thay đổi do gia tốc:
- v — vận tốc cuối, đơn vị mét trên giây (m/s)
- u — vận tốc đầu, đơn vị mét trên giây (m/s)
- a — gia tốc, đơn vị mét trên giây bình phương (m/s²)
- t — thời gian trôi qua, đơn vị giây (s) — luôn dương
Nhập 3 trong 4 giá trị và để trống giá trị còn lại; công cụ sẽ giải và hiển thị bước thay số.
Ví dụ minh hoạ
Một chiếc xe khởi hành từ trạng thái đứng yên (u = 0 m/s) và tăng tốc với gia tốc 2 m/s² trong 5 giây. Vận tốc cuối của xe là bao nhiêu?
- Công thức: v = u + at
- Thay số: v = 0 + 2 × 5
- Kết quả: v = 10 m/s
Giải ngược
Cùng công thức đó có thể biến đổi để tìm vận tốc đầu, gia tốc, hoặc thời gian khi biết ba giá trị còn lại:
- Vận tốc đầu: u = v − at — nhập v, a, và t, để trống u.
- Gia tốc: a = (v − u) / t — nhập v, u, và t, để trống a.
- Thời gian: t = (v − u) / a — nhập v, u, và a, để trống t.
Ví dụ: xe đạt 10 m/s từ trạng thái đứng yên với gia tốc 2 m/s² mất t = (10 − 0) / 2 = 5 giây.
Những nhầm lẫn thường gặp
- Nhầm lẫn u và v. u là vận tốc ở đầu khoảng thời gian đang xét; v là vận tốc ở cuối. Đổi chỗ hai giá trị này sẽ làm đảo dấu của gia tốc hoặc thời gian tính được.
- Quên dấu khi giảm tốc. Một chiếc xe đang phanh có gia tốc ngược dấu với chiều chuyển động — coi là âm nếu vận tốc đang dương.
- Nhầm vận tốc với quãng đường. v = u + at cho ra tốc độ, không phải khoảng cách — cần một phương trình khác (s = ut + ½at²) để biết vật đã di chuyển bao xa.
Ứng dụng thực tế
v = u + at là phương trình động học được dùng nhiều nhất: ước tính quãng đường phanh, tốc độ rơi tự do sau một khoảng thời gian, và chuyển động ném đều bắt đầu từ đây. Nó liên hệ trực tiếp với lực (F = ma) vì gia tốc là đại lượng chung, và với động lượng (p = mv) khi đã biết vận tốc cuối.
Câu hỏi thường gặp
- Công thức tính vận tốc cuối là gì?
- Phương trình SUVAT đầu tiên: v = u + at, trong đó v là vận tốc cuối (m/s), u là vận tốc đầu (m/s), a là gia tốc (m/s²), và t là thời gian trôi qua (s).
- Làm sao tính gia tốc khi biết vận tốc đầu và vận tốc cuối?
- Biến đổi công thức thành a = (v − u) / t. Nhập vận tốc cuối, vận tốc đầu, và thời gian, để trống ô gia tốc, công cụ sẽ tự tính giúp bạn.
- Vận tốc đầu, vận tốc cuối, hoặc gia tốc có thể âm không?
- Có. Giá trị âm chỉ có nghĩa là hướng ngược với chiều bạn chọn làm dương — ví dụ xe đang giảm tốc có gia tốc ngược chiều vận tốc. Riêng thời gian luôn phải dương.
- Vì sao công cụ báo "không có thời gian hợp lệ" với một số giá trị nhập?
- Thời gian là một khoảng thời gian vật lý nên phải lớn hơn 0. Nếu vận tốc cuối, vận tốc đầu, và gia tốc bạn nhập chỉ khớp với một thời gian âm hoặc bằng 0, công cụ sẽ báo lỗi thay vì hiển thị một kết quả không thể xảy ra.
- Công cụ này dùng đơn vị gì?
- Dùng đơn vị SI xuyên suốt — mét trên giây (m/s) cho vận tốc, mét trên giây bình phương (m/s²) cho gia tốc, và giây (s) cho thời gian. Hãy đổi các đơn vị khác (km/h, dặm/giờ, phút) sang SI trước khi nhập.
- Công cụ này khác công cụ tính quãng đường thế nào?
- v = u + at cho vận tốc sau một khoảng thời gian nhất định nhưng không cho biết quãng đường đã đi. Dùng công cụ tính quãng đường (s = ut + ½at²) khi cần biết vật đã di chuyển bao xa.