Gia Tốc Là Gì

Bạn thường nghe về gia tốc nhưng chưa rõ ràng về khái niệm và ứng dụng của nó trong cuộc sống hàng ngày. Bài viết này sẽ giải đáp thắc mắc của bạn về gia tốc, từ khái niệm, phân loại đến cách quy đổi gia tốc sang các đơn vị khác.

Khái niệm gia tốc

Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc theo thời gian. Gia tốc cũng là một đại lượng vector (có hướng), hướng của gia tốc được xác định bởi hướng của lực tác dụng lên vật. Dựa vào giá trị và hướng của gia tốc, ta có thể đánh giá được tốc độ nhanh, chậm hay không đổi của một vật thể. Gia tốc được tính bằng độ dài trên bình phương thời gian.

Để hiểu rõ hơn về khái niệm gia tốc, hãy tưởng tượng bạn đang chạy xe trên đường. Trên thực tế, bạn không thể chạy với cùng một tốc độ trong một khoảng thời gian nhất định, tùy lúc mà vận tốc sẽ nhanh hay chậm hơn ban đầu. Sự chênh lệch giữa vận tốc trong một khoảng thời gian chính là gia tốc.

Đơn vị gia tốc

Theo hệ đơn vị quốc tế SI, gia tốc thường có đơn vị là m/s^2.

Phân biệt Vận tốc và Gia tốc

Vận tốc là quãng đường vật di chuyển được trong một đơn vị thời gian, thường có đơn vị là m/s. Còn gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc theo thời gian, thường có đơn vị là m/s^2.

Ngoài ra, bạn còn có thể dựa vào 3 yếu tố sau để phân biệt chúng:

  • Muốn sinh ra gia tốc, bạn cần tác dụng 1 lực thuần lên vật, đối với vận tốc thì không cần.
  • Mọi vật thay đổi vận tốc trong một khoảng thời gian đều sinh ra gia tốc; trong khi mọi vật có vận tốc thì không nhất thiết có gia tốc (vật chuyển động đều).
  • Muốn sinh ra gia tốc, bạn cần thay đổi độ lớn hoặc hướng của vận tốc.

Công thức tính gia tốc

Công thức chung: vector a = (v - v0)/(t - t0) = Δvector v/ Δt

Trong đó:

  • a: gia tốc (m/s^2)
  • v0: vận tốc tức thời tại thời điểm t0 (m/s)
  • v: vận tốc tức thời tại thời điểm t (m/s)
  • t, t0: thời điểm khi vật có vận tốc v, v0 (s)
  • Δt : Khoảng thời gian vật thay đổi vận tốc từ v0 sang v (s)
  • Δv : Sự biến thiên của vận tốc tức thời trong khoảng Δt (m/s)

Các loại gia tốc

Gia tốc tức thời

Gia tốc tức thời của một vật tại một thời điểm biểu diễn sự thay đổi vận tốc của vật trong một khoảng thời gian rất ngắn. Được tính bằng công thức: vector a = d vector v/dt

Gia tốc trung bình

Gia tốc trung bình của một vật là sự chênh lệch giữa vận tốc của vật trong một khoảng thời gian xác định, hoặc có thể hiểu là đạo hàm của vận tốc theo thời gian, và là đạo hàm bậc hai của vị trí chất điểm theo thời gian. Gia tốc trung bình được tính bằng cách lấy vận tốc sau trừ vận tốc đầu rồi chia cho khoảng thời gian giữa 2 thời điểm đó: vector a_tb = (v2 - v1)/(t2 - t1) = Δvector v/ Δt

Gia tốc pháp tuyến

Gia tốc pháp tuyến là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi về phương của vận tốc. Gia tốc pháp tuyến có phương vuông góc với tiếp tuyến quỹ đạo và có chiều hướng về vùng lõm của quỹ đạo: a_n = v^2/R
Trong đó:

  • a_n: gia tốc pháp tuyến (m/s^2)
  • v: vận tốc tức thời (m/s)
  • R: độ dài bán kính cong (m)

Gia tốc tiếp tuyến

Gia tốc tiếp tuyến biểu diễn sự thay đổi về độ lớn của vector vận tốc. Gia tốc tiếp tuyến có phương trùng với phương của tiếp tuyến quỹ đạo và cùng chiều với vật khi vật chuyển động nhanh dần, và ngược chiều với vật khi vật chuyển động chậm dần. Gia tốc tiếp tuyến được tính như sau: a_t = dv/dt
Trong đó:

  • a_t: gia tốc tiếp tuyến (m/s^2)
  • v: vận tốc tức thời (m/s)
  • t: thời gian (s)

Gia tốc toàn phần

Gia tốc toàn phần cho ta biết sự thay đổi về độ lớn lẫn chiều chuyển động của vector vận tốc. Gia tốc toàn phần bằng tổng gia tốc pháp tuyến và gia tốc tiếp tuyến: vector a_tp = vector a_t + vector a_n

Gia tốc trọng trường

Ngoài các loại gia tốc trên thì còn có gia tốc trọng trường, một loại gia tốc được tạo ra bởi sự tác động của lực hút của Trái Đất lên các vật tồn tại trên bề mặt của nó. Trong chương trình vật lý phổ thông, người ta thường quy định g = 9.8m/s^2 hoặc g = 10m/s^2 để thuận tiện trong việc tính toán.
Tuy nhiên, tại mỗi độ cao khác nhau, ta sẽ nhận được một giá trị gia tốc trọng trường dao động trong khoảng 9.78-9.83 m/s^2.

Gia tốc góc

Gia tốc góc thể hiện sự biến thiên của vận tốc góc của vật chuyển động tròn theo thời gian. Gia tốc góc là khái niệm mở rộng của gia tốc để áp dụng trong chuyển động tròn.

Đổi đơn vị gia tốc m/s^2

  • 1 m/s^2 = 3.28 Foot trên giây bình phương (ft/s^2)
  • 1 m/s^2 = 100 Gal
  • 1 m/s^2 = 100,000 Milligal
  • 1 m/s^2 = 0.1 Trọng lực chuẩn
  • 1 m/s^2 = 0.1 Đơn vị-g (g)

Cách đổi đơn vị gia tốc bằng công cụ Convert World

Bước 1: Truy cập Convert World.

Bước 2: Tại ô tìm kiếm, bạn nhập “mét trên giây bình phương” và chọn kết quả đầu hiển thị đầu tiên.

Bước 3: Bạn nhập số lượng muốn quy đổi vào ô đầu tiên (ngoài cùng bên trái), sau đó chọn đơn vị muốn quy đổi ở ô thứ ba. Ví dụ ở đây mình muốn đổi 10 m/s^2 ra ft/s^2.

Bước 4: Sau đó, bạn ấn chọn ô mũi tên màu vàng.

Kết quả quy đổi sẽ được hiển thị trên màn hình.

Hi vọng bài viết đã giải đáp phần nào thắc mắc của bạn về những vấn đề liên quan đến gia tốc. Nếu thấy hữu ích, hãy chia sẻ ngay bài viết đến bạn bè và người thân và đừng quên để lại thắc mắc dưới phần bình luận nhé!