I. Độ Dời Trong Chuyển Động Thẳng
Độ dời là một khái niệm quan trọng để mô tả sự thay đổi vị trí của một vật trong không gian. Nó được định nghĩa là hiệu giữa vị trí cuối và vị trí đầu của vật.
(Delta x = {x_2} – {x_1})
Trong đó:
- (Delta x): Độ dời
- (x_2): Tọa độ vị trí cuối
- (x_1): Tọa độ vị trí đầu
Nói một cách đơn giản, độ dời là sự biến thiên tọa độ của vật trong quá trình chuyển động.
Độ dời không phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo, mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối. Véc tơ độ dời (overrightarrow {AB} ) có gốc tại điểm A và hướng về điểm B, thể hiện sự thay đổi vị trí của vật.
II. Quãng Đường và Độ Dời: Phân Biệt Quan Trọng
Quãng đường là tổng độ dài quỹ đạo mà vật đã đi được trong quá trình chuyển động. Trong khi đó, độ dời chỉ quan tâm đến sự thay đổi vị trí, không quan tâm đến đường đi cụ thể.
Trong Chuyển động Thẳng, quãng đường và độ dời có thể khác nhau. Ví dụ, nếu một vật đi từ điểm A đến điểm B rồi quay lại điểm A, độ dời của nó bằng 0, nhưng quãng đường nó đi được khác 0.
III. Vận Tốc Trong Chuyển Động Thẳng
Vận tốc là đại lượng vectơ đặc trưng cho sự chuyển động nhanh hay chậm của vật. Nó cho biết cả tốc độ và hướng của chuyển động.
- Vận tốc trung bình:
({v_{tb}} = frac{{Delta x}}{{Delta t}} = frac{{{x_2} – {x_1}}}{{{t_2} – {t_1}}})
Trong đó:
- (v_{tb}): Vận tốc trung bình
- (Delta x): Độ dời
- (Delta t): Khoảng thời gian
- (x_1, x_2): Tọa độ của chất điểm tại các thời điểm (t_1) và (t_2)
Vận tốc trung bình có phương và chiều trùng với phương và chiều của vectơ độ dời.
Cần phân biệt vận tốc trung bình với tốc độ trung bình. Tốc độ trung bình là tổng quãng đường đi được chia cho tổng thời gian đi.
Tốc độ trung bình = (frac{{{S_1} + {S_2} + …{S_n}}}{{{t_1} + {t_2} + ….{t_n}}})
- Vận tốc tức thời:
Vận tốc tức thời là vận tốc của vật tại một thời điểm cụ thể. Nó đặc trưng cho chiều và độ nhanh chậm của chuyển động tại thời điểm đó. Khi (Delta t to 0) thì (frac{{Delta x}}{{Delta t}} simeq frac{{Delta s}}{{Delta t}}) . Vận tốc tức thời luôn bằng tốc độ tức thời.
IV. Chuyển Động Thẳng Đều: Khái Niệm và Đặc Điểm
Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng, trong đó vật có vận tốc tức thời không đổi. Nói cách khác, đây là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.
-
Đặc điểm:
- Quỹ đạo: Đường thẳng
- Vận tốc: Không đổi
- Gia tốc: Bằng không
-
Công thức liên hệ giữa v – s – t:
(v = dfrac{s}{t})
Trong đó:
-
v: Vận tốc
-
s: Quãng đường
-
t: Thời gian
-
Phương trình chuyển động thẳng đều:
(x = {x_0} + v(t – {t_0}))
Trong đó:
- x: Tọa độ của vật tại thời điểm t
- (x_0): Tọa độ ban đầu
- v: Vận tốc
- (t_0): Gốc thời gian
Để đơn giản, thường chọn gốc thời gian (t_0 = 0). Khi đó, quãng đường vật đi được sau khoảng thời gian (Delta t) là: (s = left| v right|Delta t).
Nếu vật chuyển động thẳng và không đổi chiều, độ dời bằng quãng đường: (Delta x = x – {x_0} = s). Dấu của vận tốc phụ thuộc vào chiều dương đã chọn. Nếu vật chuyển động cùng chiều dương, (v > 0), ngược chiều dương, (v < 0).
V. Đồ Thị Chuyển Động Thẳng Đều
- Đồ thị tọa độ theo thời gian (x – t):
(x = {x_0} + vt) có dạng đồ thị là đường thẳng.
Độ dốc của đường thẳng này bằng vận tốc: (tanalpha = dfrac{{x – {x_0}}}{t} = v).
- Đồ thị vận tốc theo thời gian (v – t):
Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc không đổi nên đồ thị là một đường thẳng song song với trục thời gian.
