Công cụ này dùng để làm gì
Đây là công cụ giải các bài toán chuyển động thẳng biến đổi đều (chuyển động thẳng có gia tốc không đổi) trong một chiều. Bài toán có năm đại lượng: vận tốc ban đầu (\(u\)), vận tốc cuối (\(v\)), độ dịch chuyển (\(s\)), gia tốc (\(a\)) và thời gian (\(t\)). Trong tài liệu tiếng Anh, nhóm năm đại lượng này thường được gọi tắt là SUVAT. Nếu bạn biết bất kỳ ba đại lượng nào, hai đại lượng còn lại sẽ được xác định hoàn toàn, và máy tính sẽ giải ra đồng thời hiển thị đúng những công thức động học đã sử dụng.
Năm công thức động học (SUVAT)
Mọi chuyển động có gia tốc không đổi đều được mô tả bằng năm công thức sau:
(1) $$v = u + a\cdot t$$
(2) $$s = u\cdot t + \tfrac{1}{2}\cdot a\cdot t^{2}$$
(3) $$s = \tfrac{1}{2}\cdot(u + v)\cdot t$$
(4) $$v^{2} = u^{2} + 2\cdot a\cdot s$$
(5) $$s = v\cdot t - \tfrac{1}{2}\cdot a\cdot t^{2}$$
Công thức (3) thực chất chính là vận tốc trung bình nhân với thời gian. Tùy theo ba dữ kiện bạn nhập vào, máy tính sẽ tự chọn tổ hợp công thức phù hợp để giải.
Cách sử dụng
Hãy chọn một dạng tính trong danh sách thả xuống — nó sẽ cho bạn biết cần nhập ba giá trị nào và hai giá trị nào sẽ được giải ra. Nhập ba giá trị đã biết, chọn đơn vị cho từng giá trị (m/s, km/h, hải lý/giờ, feet, dặm, giây…), và tùy ý thiết lập số chữ số có nghĩa. Mọi dữ liệu nhập vào đều được quy đổi sang đơn vị cơ bản hệ SI (m/s, m, m/s², s), sau đó máy tính thực hiện phép tính rồi quy đổi từng kết quả trở lại đơn vị bạn đã chọn.
Ví dụ minh họa
Tìm \(a\) và \(t\) khi biết \(u = 5\ \text{m/s}\), \(v = 25\ \text{m/s}\), \(s = 100\ \text{m}\). Dùng công thức (4): $$a = \frac{v^{2} - u^{2}}{2s} = \frac{625 - 25}{200} = 3\ \text{m/s}^{2}.$$ Dùng công thức (3): $$t = \frac{2s}{u + v} = \frac{200}{30} = 6{,}667\ \text{s}.$$ Kiểm tra lại: \(v = u + a\cdot t = 5 + 3\times 6{,}667 = 25\ \text{m/s}\) ✓.
Câu hỏi thường gặp
"Không có nghiệm" nghĩa là gì? Một số tổ hợp dữ kiện là vô lý về mặt vật lý hoặc không xác định — chẳng hạn căn bậc hai của một số âm, phép chia cho gia tốc bằng 0 trong khi vận tốc lại thay đổi, hoặc thời gian bằng 0 khi cần đến thời gian. Trong những trường hợp này máy tính sẽ báo lỗi thay vì trả về kết quả vô nghĩa.
Tôi có thể nhập số âm không? Có. Giá trị âm biểu thị chuyển động theo chiều ngược lại hoặc chuyển động chậm dần; các công thức vẫn đúng.
Máy tính chọn nghiệm căn bậc hai nào? Với các dạng giải vận tốc từ \(v^{2} = u^{2} + 2as\), máy tính trả về nghiệm không âm (nghiệm chính) theo quy ước thông dụng trong vật lý.