Máy Tính Vận Tốc Tổng Hợp là gì?
Khi một vật chuyển động với hai thành phần vận tốc vuông góc — một thành phần dọc theo trục x và một thành phần dọc theo trục y — thì chuyển động thực sự của nó được mô tả bằng vận tốc tổng hợp. Công cụ này kết hợp thành phần nằm ngang (vx) và thành phần thẳng đứng (vy) thành một vectơ vận tốc duy nhất, đồng thời cho ra cả độ lớn (vật chuyển động nhanh đến mức nào) lẫn hướng (vật đi theo phía nào, biểu diễn bằng góc tính từ chiều dương trục x).
Cách sử dụng
Nhập thành phần theo trục x và thành phần theo trục y của vận tốc bằng một đơn vị nhất quán bất kỳ (m/s, km/h, ft/s, v.v.). Máy tính sẽ trả về tốc độ tổng hợp theo cùng đơn vị đó và hướng tính bằng độ. Góc dương hướng ngược chiều kim đồng hồ tính từ trục +x; góc âm hướng cùng chiều kim đồng hồ (nằm phía dưới trục).
Giải thích công thức
Hai thành phần vận tốc đóng vai trò là hai cạnh góc vuông của một tam giác vuông, nên độ lớn của vận tốc tổng hợp được tính theo định lý Pythagoras: $$|\vec{v}| = \sqrt{\text{vx}^{2} + \text{vy}^{2}}$$ Hướng được xác định bằng hàm arctang hai biến, $$\theta = \text{atan2}(\text{vy}, \text{vx})$$ vốn xét đúng góc phần tư mà vectơ nằm trong đó — điều mà công thức \(\tan^{-1}\!\left(\frac{\text{vy}}{\text{vx}}\right)\) đơn thuần không làm được.
Ví dụ minh họa
Giả sử vx = 3 m/s và vy = 4 m/s. Độ lớn là $$\sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 \text{ m/s}$$ Hướng là \(\text{atan2}(4, 3) \approx 53{,}13°\). Vậy vật chuyển động với tốc độ 5 m/s, theo hướng tạo một góc khoảng 53° phía trên trục x.
Câu hỏi thường gặp
Công cụ này dùng đơn vị nào? Đơn vị nào cũng được, miễn là cả hai thành phần dùng chung một đơn vị; kết quả sẽ trả về theo chính đơn vị đó.
Vì sao dùng atan2 thay vì arctan? atan2 dựa vào dấu của cả hai thành phần để trả về góc chính xác trong toàn bộ khoảng từ −180° đến +180°, xử lý được cả bốn góc phần tư.
Tôi có thể nhập giá trị âm không? Có. Giá trị vx hay vy âm chỉ đơn giản nghĩa là thành phần đó hướng theo chiều âm của trục, và góc kết quả sẽ phản ánh đúng điều này.
