Máy Tính Độ Dời Này Làm Được Gì
Công cụ này giải phương trình động học để tìm độ dời dựa trên vận tốc đầu, vận tốc cuối và thời gian. Nó áp dụng cho vật chuyển động với gia tốc không đổi (chuyển động biến đổi đều) — một chủ đề trọng tâm trong phần Cơ học của môn Vật lý. Khác với các công cụ chỉ làm một việc, máy tính này có thể biến đổi cùng một phương trình để giải cho bất kỳ đại lượng nào trong bốn đại lượng, nên nó vừa là máy tính độ dời, vừa là máy tính vận tốc hoặc thời gian — tùy theo nhu cầu của bạn.
Công Thức
Máy tính được xây dựng dựa trên dạng vận tốc trung bình của phương trình động học:
$$\text{x} = \frac{1}{2}\left(\text{u} + \text{v}\right)\,\text{t}$$
- x = độ dời (ví dụ: mét)
- u = vận tốc đầu (ví dụ: m/s)
- v = vận tốc cuối (ví dụ: m/s)
- t = thời gian (ví dụ: giây)
Vì biểu thức \(\frac{1}{2}(\text{u} + \text{v})\) chính là vận tốc trung bình trong khoảng thời gian đó, nên độ dời bằng vận tốc trung bình nhân với thời gian. Công cụ cũng hiển thị thêm giá trị vận tốc trung bình này như một kết quả phụ.
Cách Sử Dụng
Trước tiên, hãy chọn đại lượng bạn muốn tìm ở ô Tính toán — độ dời (\(\text{x}\)), vận tốc đầu (\(\text{u}\)), vận tốc cuối (\(\text{v}\)) hoặc thời gian (\(\text{t}\)). Sau đó nhập ba giá trị đã biết vào các ô tương ứng. Máy tính sẽ tự động biến đổi công thức:
- Độ dời: \(\text{x} = \frac{1}{2}(\text{u} + \text{v})\text{t}\)
- Vận tốc đầu: \(\text{u} = \frac{2\,\text{x}}{\text{t}} - \text{v}\)
- Vận tốc cuối: \(\text{v} = \frac{2\,\text{x}}{\text{t}} - \text{u}\)
- Thời gian: \(\text{t} = \frac{2\,\text{x}}{\text{u} + \text{v}}\)
Ví Dụ Minh Họa
Giả sử một chiếc ô tô khởi đầu với \(\text{u} = 5\ \text{m/s}\), tăng tốc lên \(\text{v} = 25\ \text{m/s}\) trong khoảng thời gian \(\text{t} = 4\ \text{s}\). Hãy đặt Tính toán về độ dời và nhập các giá trị này:
$$\text{x} = \frac{1}{2}(5 + 25) \times 4 = \frac{1}{2} \times 30 \times 4 = \mathbf{60\ \text{mét}}$$ Vận tốc trung bình là \(\frac{1}{2}(5 + 25) = 15\ \text{m/s}\).
Bây giờ thử ngược lại: chọn giải cho thời gian, nhập \(\text{x} = 60\), \(\text{u} = 5\), \(\text{v} = 25\), bạn sẽ được \(\text{t} = \frac{2 \times 60}{5 + 25} = 4\ \text{s}\) — đúng bằng kết quả ban đầu.
Câu Hỏi Thường Gặp
Công cụ có tính đến gia tốc không? Không trực tiếp, nhưng nó giả định gia tốc là không đổi. Gia tốc được ngầm thể hiện qua sự thay đổi từ \(\text{u}\) sang \(\text{v}\) trong khoảng thời gian \(\text{t}\). Công thức chỉ đúng khi gia tốc đều.
Nên dùng đơn vị nào? Bất kỳ bộ đơn vị nào nhất quán đều được. Nếu vận tốc tính bằng m/s và thời gian tính bằng giây thì độ dời sẽ ra mét. Nếu dùng mph với giờ thì kết quả sẽ ra dặm (mile).
Độ dời có thể âm không? Có. Nếu các vận tốc mang giá trị âm (chuyển động theo chiều ngược lại), kết quả sẽ âm, cho thấy độ dời ngược với chiều dương mà bạn đã chọn.
