Chuyển động thẳng biến đổi đều là gì?
Chuyển động thẳng biến đổi đều mô tả một vật chuyển động trên đường thẳng với gia tốc không đổi. Toàn bộ chuyển động được xác định qua năm đại lượng — vận tốc đầu (\(u\)), vận tốc cuối (\(v\)), gia tốc (\(a\)), thời gian (\(t\)) và quãng đường (\(s\)) — gắn kết với nhau bằng các phương trình động học SUVAT quen thuộc. Máy tính này nhận ba dữ liệu đầu vào \(u\), \(a\) và \(t\), rồi trả về vận tốc cuối, quãng đường cùng giá trị \(v^2\).
Cách sử dụng
Bạn nhập vận tốc đầu theo mét trên giây, gia tốc không đổi theo mét trên giây bình phương, và thời gian trôi qua theo giây. Máy tính sẽ cho ra ngay vận tốc cuối (\(v\)), quãng đường (\(s\)) và \(v^2\) (rất hữu ích khi cần giải tiếp các bài toán động học khác). Hãy nhập gia tốc âm để mô phỏng chuyển động chậm dần, và dùng \(a = 9{,}81\) cho vật rơi tự do gần bề mặt Trái Đất.
Giải thích các công thức
Ba phương trình được sử dụng là: $$v = u + a \cdot t$$ (vận tốc tăng tuyến tính theo thời gian), $$s = u \cdot t + \tfrac{1}{2} \cdot a \cdot t^2$$ (quãng đường gồm phần đều \(u \cdot t\) cộng phần tăng tốc \(\tfrac{1}{2} \cdot a \cdot t^2\)), và $$v^2 = u^2 + 2 \cdot a \cdot s$$ (liên hệ giữa các vận tốc và quãng đường mà không cần thời gian). Các công thức này chỉ đúng khi gia tốc không đổi.
Ví dụ minh họa
Một chiếc ô tô xuất phát với \(u = 10\) m/s và tăng tốc với \(a = 2\) m/s² trong \(t = 5\) s. Vận tốc cuối $$v = 10 + 2 \times 5 = 20 \text{ m/s}.$$ Quãng đường $$s = 10 \times 5 + \tfrac{1}{2} \times 2 \times 5^2 = 50 + 25 = 75 \text{ m}.$$ Còn $$v^2 = 10^2 + 2 \times 2 \times 75 = 100 + 300 = 400 \text{ m}^2/\text{s}^2,$$ đúng bằng \(20^2\), khẳng định kết quả là chính xác.
Câu hỏi thường gặp
Tôi có thể dùng đơn vị khác không? Phép tính không phụ thuộc vào đơn vị, nhưng bạn phải dùng nhất quán — nếu dùng feet và giây, kết quả sẽ ra theo feet và feet/giây.
Nếu gia tốc bằng 0 thì sao? Các công thức vẫn đúng: \(v = u\), \(s = u \cdot t\), tức là chuyển động thẳng đều với vận tốc không đổi.
Làm sao để mô phỏng chuyển động chậm dần? Hãy nhập giá trị gia tốc âm, ví dụ \(-3\) m/s², để vật chuyển động chậm lại.
