Bài 4. Chuyển động thẳng

Bài 4. Chuyển động thẳng

1. Một số khái niệm cơ bản trong chuyển động.

- Chất điểm: 

Một vật chuyển động được coi là một chất điểm nếu kích thước của nó rất nhỏ so với độ dài đường đi (hoặc so với khoảng cách mà ta đề cập đến)

- Vị trí: 

Để xác định vị trí của vật, ta chọn một vật khác để làm gốc. Sau đó gắn trục này vào một trục Ox (trong chuyển động thẳng) hoặc hệ tọa độ Oxy (chuyển động trong mặt phẳng). Khi đó vị trí của vật được xác định bởi tọa độ  trên trục Ox hoặc (x,y) trên trục Oxy.

Vật làm gốc, hệ trục tọa độ kết hợp với đồng hồ đo thời gian tạo thành hệ quy chiếu.

- Thời điểm: 

Thời gian có thể biểu diễn thành 1 trục gọi là trục thời gian.

Chọn một điểm nhất định là gốc thời gian thì mọi điểm khác trên trục thời gian gọi là thời điểm.

- Quỹ đạo: 

Đường nối những vị trí liên tiếp của vật theo thời gian trong quá trình chuyển động.

2. Tốc độ

 a. Tốc độ trung bình

- Đại lượng đặc trưng cho tính chất nhanh, chậm của chuyển động chính là tốc độ.

Nếu trong khoảng thời gian ∆t vật di chuyển một quãng đường s thì:

- Tốc độ trung bình của vật (kí hiệu là v_tb) được xác định bằng thương số giữa quãng đường vật đi được và thời gian thực hiện quãng đường đó.

 

 b. Tốc độ tức thời

Tốc độ trung bình có thể không diễn tả đúng tính nhanh, chậm của chuyển động ở mỗi thời điểm. Để xét tính chất chuyển động nhanh, chậm của vật tại mỗi thời điểm, tốc độ phải được xét trong những khoảng thời gian rất nhỏ.

- Tốc độ trung bình tính trong khoảng thời gian rất nhỏ là tốc độ tức thời diễn tả sự nhanh chậm của chuyển động tại thời điểm đó.

- Một vật chuyển động tức thời không đổi được gọi là chuyển động đều.

- Một vật chuyển động tức thời thay đổi được gọi là chuyển động không đều.

VD: Thực tế, tốc độ tức thời được hiển thị bởi tốc kế trên nhiều phương tiện giao thông. 

3. Vận tốc

 a. Độ dịch chuyển

 

- Độ dịch chuyển được xác định bằng độ biến thiên tọa độ của vật.

- Độ dịch chuyển là một đại lượng vecto  có gốc tại vị trí ban đầu, hướng từ vị trí đầu đến vị trí cuối. Độ lớn bằng khoảng cách giữa vị trí đầu và cuối.

- Độ dịch chuyển có thể nhận giá trị âm hoặc dương. Còn quãng đường là đại lượng không âm.

 b. Vận tốc

- Vận tốc trung bình là đại lượng vecto được xác định bằng thương số giữa độ dịch chuyển của vật và thời gian vật thực hiện dịch chuyển đó.

Lưu ý:   Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình bằng nhau khi vật chuyển động thẳng không đổi chiều.

- Trong một khoảng thời gian rất nhỏ vận tốc trung bình sẽ trở thành vận tốc tức thời. Độ lớn của vận tốc tức thời là tốc độ tức thời.

 4. Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian

  a. Vẽ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian dựa vào số liệu cho trước.

Xét chuyển động của con rùa theo đường thẳng với số liệu về toạ độ và thời điểm đi kèm.

•        Chọn gốc toạ độ tại vị trí xuất phát

•        Chiều dương (+) là chiều chuyển động

•        Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian (d - t) của chuyển động như hình

 b. Xác định vận tốc từ độ dốc của đồ thị (d - t)

- Vận tốc tức thời của một vật tại một thời điểm được xác định bởi độ dốc của tiếp tuyến với đồ thị (d - t) tại thời điểm đang xét.

- Tốc độ tức thời của vật tại một thời điểm chính là độ lớn của độ dốc tiếp tuyến của đồ thị (d - t) tại thời điểm đó.

 c. Độ dịch chuyển - Vận tốc trong mặt phẳng

- Khi vật chuyển động trong mặt phẳng độ dịch chuyển chính là vecto có gốc đặt tại điểm xuất phát và ngọn tại điểm kết thúc quỹ đạo.

- Vận tốc tức thời có phương tiếp tuyến với quỹ đạo và có chiều là chiều chuyển động.