Lý thuyết chuyển động đều – chuyển động không đều và bài tập có lời giải

Tiếp tục ở chuyên mục Vật Lý hôm nay, THPT CHUYÊN LAM SƠN chia sẻ lý thuyết về chuyển động đều là gì? chuyển động không đều là gì? Công thức tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều kèm theo các dạng bài tập có lời giải để các bạn cùng tham khảo nhé

Định nghĩa chuyển động đều – chuyển động không đều

Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian.

Ví dụ: một chiếc xe lửa đi từ trạm này sang trạm khác

Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian.

Ví dụ: một chiếc xe ô tô đi từ đoạn đường này sang đoạn đường khác (vì trên đường đi có thể bị kẹt xe, gặp đèn đỏ,…)

Công thức tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều

Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một quãng đường được tính bằng công thức:

v_tb = s/t

Trong đó

• v_tb: vận tốc trung bình của chuyển động không đều
• s là quãng đường đi được
• t là thời gian để đi hết quãng đường đó.

Lưu ý: Chuyển động không đều là chuyển động thường gặp hằng ngày của các vật. Trong chuyển động không đều, vận tốc thay đổi theo thời gian. Chẳng hạn ô tô, xe máy chuyển động trên đường, vận tốc liên tục thay đổi thể hiện ở số chỉ tốc kế.

• Khi đề cập đến chuyển động không đều, người ta thường đưa ra khái niệm vận tốc trung bình: v_tb = s/t
• Vận tốc trung bình trên những đoạn đường khác nhau thường có giá trị khác nhau, vì vậy phải nêu rõ vận tốc trung bình trên đoạn đường cụ thể (hoặc trong thời gian cụ thể).
• Vận tốc trung bình không phải là trung bình cộng của các vận tốc.

Tham khảo ngay: Công Thức Tính Vận Tốc, Quãng Đường, Thời Gian chính xác 100%

Bài tập áp dụng chuyển động đều – chuyển động không đều

Ví dụ 1: Trong các chuyển động sau đây ? Chuyển động nào là đều, không đều ?

a) Chuyển động của đầu cánh quạt máy khi quạt đang chạy ổn định.

b) Chuyển động của ôtô khi khởi hành.

c) Chuyển động của xe đạp khi xuống dốc.

d) Chuyển động của tàu hỏa khi vào ga.

Lời giải

Trong các chuyển động trên, ta có:

• Chuyển động đều: a)
• Chuyển động không đều: b), c), d).

Giải thích:

a) là chuyển động đều vì khi quạt máy quay ổn định thì vận tốc của cánh quạt có độ lớn không đổi theo thời gian

b) là chuyển động không đều vì khi khởi hành vận tốc của ô tô tăng dần.

c) là chuyển động không đều vì khi xuống dốc vận tốc của xe đạp tăng dần.

d) là chuyển động không đều vì khi vào ga vận tốc của tàu hoả giảm dần.

Ví dụ 2: Xác định chuyển động đều – chuyển động không đều của các chuyển động sau:

Ô tô khi khởi hành, vận tốc của ô tô phải tăng dần thì xe mới chạy được ⇒ chuyển động không đều

Xe đạp khi xuống dốc càng xuống cuối dốc xe càng chuyển động nhanh ⇒ chuyển động không đều

Tàu hỏa vào ga khi vào ga tàu có xu hướng giảm dần vận tốc ⇒ chuyển động không đều

Điểm trên đầu của cánh quạt khi quạt chạy ổn định

Lời giải:

Các chuyển động trên chúng ta không xác định được chính xác độ lớn của vận tốc nên chúng ta dựa vào đặc điểm của chuyển động.

• Ô tô khi khởi hành: vận tốc của ô tô phải tăng dần thì xe mới chạy được ⇒ chuyển động không đều
• Xe đạp khi xuống dốc: càng xuống cuối dốc xe càng chuyển động nhanh ⇒ chuyển động không đều
• Tàu hỏa vào ga: khi vào ga tàu có xu hướng giảm dần vận tốc ⇒ chuyển động không đều
• Điểm trên đầu của cánh quạt khi quạt chạy ổn định: khi chạy ổn định tốc độ quay của quạt xác định ⇒ chuyển động đều

Ví dụ 3: Chuyển động của ôtô chạy từ Hà Nội về Hải Phòng là đều hay không đều ? Tại sao ? Khi nói ôtô chạy từ Hà Nội tới Hải Phòng với vận tốc 50 km/h là nói tới vận tốc nào ?

Lời giải

Chuyển động của ô tô chạy từ Hà Nội đến Hải Phòng là chuyển động không đều vì trong quá trình chuyển động, xe có thể chạy nhanh hay chậm tùy từng thời điểm khác nhau.

Khi nói ô tô chạy từ Hà Nội đến Hải Phòng với vận tốc 50km/h là nói tới vận tốc trung bình của xe.

Ví dụ 4: Một người đi xe đạp xuống một cái dốc dài 120m hết 30s. Khi hết dốc, xe lăn tiếp một quãng đường nằm ngang dài 60m trong 24s rồi dừng lại. Tính vận tốc trung bình của xe trên quãng đường xuống dốc, trên quãng đường nằm ngang và trên cả hai quãng đường.

Lời giải

Gọi s₁, t₁ là quãng đường và thời gian người đạp xe hết dốc

s₂, t₂ là quãng đường và thời gian xe lăn tiếp quãng đường nằm ngang

Theo đầu bài, ta có: s₁ = 120m; t₁ = 30s; s₂ = 60m; t₂ = 24s

Vận tốc trung bình của xe trên quãng đường dốc là:

v_tb1 = s₁/t₁ = 120 : 30 = 4m/s

Vận tốc trung bình của xe trên quãng đường nằm ngang là:

v_tb2 = s₂/t₂ = 60 : 24 = 2,5m/s

Vận tốc trung bình của xe trên cả hai quãng đường là:

Ví dụ 5: Một máy bay chở hành khách bay giữa hai thành phố A và B. Khi xuôi gió thời gian bay là 1h30’, còn khi ngược gió thời gian bay là 1h45’. Biết vận tốc gió luôn không đổi là 10 m/s. Vận tốc của máy bay lúc không có gió bằng bao nhiêu?

Lời giải

Gọi v là vận tốc của máy bay, vg là vận tốc của gió.

t₁, t₂ lần lượt là thời gian lúc xuôi gió và ngược gió.

t₁ = 1h30’ = 5400 s

t₂ = 1h45’ = 6300 s

Do quãng đường của máy bay bay đi lúc xuôi gió và ngược gió là bằng nhau

⇒ t₁(v + v_g) = t₂(v – v_g)

⇒ 5400(v – 10) = 6300(v + 10)

⇒ 900v = 63000 + 54000 = 117000 ⇒ v = 130 m/s = 468 km/h

Sau khi đọc xong bài viết của chúng tôi các bạn có thể nắm được chắc kiến thức về chuyển động đều và chuyển động không đều để áp dụng vào làm bài tập nhé