SỰ KHÁC BIỆT GIỮA TỐC ĐỘ VÀ TỐC ĐỘ (CÓ VÍ DỤ) - VẬT LÝ - 2026

Sự khác biệt giữa tốc độ và tốc độ tồn tại, mặc dù cả hai đều là các đại lượng vật lý có liên quan. Trong ngôn ngữ thông thường, thuật ngữ này hay thuật ngữ kia được sử dụng thay thế cho nhau như thể chúng là từ đồng nghĩa, nhưng trong Vật lý thì cần phải phân biệt chúng.

Bài viết này xác định cả hai khái niệm, chỉ ra sự khác biệt và giải thích, sử dụng các ví dụ, cách thức và thời điểm áp dụng cái này hay cái kia. Để đơn giản chúng ta xem xét một hạt đang chuyển động và từ đó chúng ta sẽ xem xét các khái niệm về tốc độ và tốc độ.

Hình 1. Tốc độ và vận tốc của hạt chuyển động theo đường cong. Biên soạn bởi: F. Zapata.

Sự khác biệt giữa tốc độ và tốc độ

	Tốc độ	Tốc độ
Định nghĩa	Nó là quãng đường đi được trên một đơn vị thời gian	Nó là sự dịch chuyển (hoặc thay đổi vị trí) trong mỗi đơn vị thời gian
Ký hiệu	v	v
Loại đối tượng toán học	Leo	Véc tơ
Công thức (trong một khoảng thời gian hữu hạn) *	v = Δs / Δt	v = Δr / Δt
Công thức (trong một khoảng thời gian nhất định) **	v = ds / dt = s '(t)	v = dr / dt = r '(t)
Giải thích công thức	* Độ dài quãng đường đã đi chia cho khoảng thời gian đã sử dụng để đi nó. ** Trong vận tốc tức thời, khoảng thời gian có xu hướng bằng không. ** Phép toán là đạo hàm của cung đường đi như một hàm của thời gian so với t tức thời của thời gian.	* Độ dời vectơ chia cho khoảng thời gian xảy ra phép dời hình. ** Ở tốc độ tức thời, thời gian trôi đi có xu hướng bằng không. ** Phép toán là đạo hàm của hàm vị trí theo thời gian.
nét đặc trưng	Để thể hiện nó, chỉ cần một số thực dương, bất kể kích thước không gian mà chuyển động xảy ra. ** Tốc độ tức thời là giá trị tuyệt đối của tốc độ tức thời.	Có thể cần nhiều hơn một số thực (dương hoặc âm) để thể hiện nó, tùy thuộc vào kích thước không gian mà chuyển động xảy ra. ** Môđun của vận tốc tức thời là vận tốc tức thời.

Ví dụ với tốc độ đồng đều trên các đoạn thẳng

Các khía cạnh khác nhau của tốc độ và tốc độ đã được tóm tắt trong bảng trên. Và sau đó, để bổ sung, hãy xem xét một số ví dụ minh họa các khái niệm liên quan và mối quan hệ của chúng:

- Ví dụ 1

Giả sử một con kiến ​​đỏ di chuyển dọc theo một đường thẳng và theo hướng được chỉ ra trong hình bên dưới.

Hình 2. Một con kiến ​​trên đường đi thẳng. Nguồn: F. Zapata.

Ngoài ra, con kiến ​​chuyển động đều để nó đi được quãng đường 30 mm trong khoảng thời gian 0,25 giây.

Xác định tốc độ dài và vận tốc của con kiến.

Giải pháp

Tốc độ của con kiến ​​được tính bằng cách chia quãng đường Δs đi được cho khoảng thời gian Δt.

v = Δs / Δt = (30 mm) / (0,25 giây) = 120 mm / s = 12 cm / s

Tốc độ của con kiến ​​được tính bằng cách chia độ dời Δ r cho khoảng thời gian mà độ dời được thực hiện.

Độ dịch chuyển là 30 mm theo hướng 30º so với trục X hoặc ở dạng nhỏ gọn:

Δ r = (30 mm ¦ 30º)

Có thể lưu ý rằng độ dời bao gồm độ lớn và hướng, vì nó là một đại lượng vectơ. Ngoài ra, chuyển vị có thể được biểu diễn theo các thành phần Descartes X và Y của nó, theo cách này:

Δ r = (30 mm * cos (30º); 30 mm * sin (30º)) = (25,98 mm; 15,00 mm)

Tốc độ của con kiến ​​được tính bằng cách chia độ dịch chuyển cho khoảng thời gian nó được thực hiện:

v = Δ r / Δt = (25,98 mm / 0,25 s; 15,00 mm / 0,25 s) = (103,92; 60,00) mm / s

Vận tốc này trong thành phần Descartes X và Y và tính theo đơn vị cm / s là:

v = (10,392; 6.000) cm / s.

Ngoài ra, vectơ vận tốc có thể được biểu thị ở dạng cực của nó (môđun ¦ hướng) như được minh họa:

v = (12 cm / s ¦ 30º).

Lưu ý : trong ví dụ này, vì tốc độ không đổi nên tốc độ trung bình và tốc độ tức thời trùng nhau. Môđun của vận tốc tức thời được tìm thấy là vận tốc tức thời.

Ví dụ 2

Con kiến ​​tương tự trong ví dụ trước đi từ A đến B, sau đó từ B đến C và cuối cùng từ C đến A, theo con đường hình tam giác trong hình sau.

Hình 3. Đường đi hình tam giác của một con kiến. Nguồn: F. Zapata.

Đoạn AB bao phủ nó trong 0,2s; BC chạy nó trong 0,1 giây và cuối cùng CA chạy nó trong 0,3 giây. Tìm tốc độ trung bình của chuyến đi ABCA và tốc độ trung bình của chuyến đi ABCA.

Giải pháp

Để tính tốc độ trung bình của kiến, chúng ta bắt đầu bằng cách xác định tổng quãng đường đã đi:

Δs = 5 cm + 4 cm + 3 cm = 12 cm.

Khoảng thời gian được sử dụng cho toàn bộ hành trình là:

Δt = 0,2s + 0,1s + 0,3s = 0,6 s.

Vì vậy, tốc độ trung bình của con kiến ​​là:

v = Δs / Δt = (12 cm) / (0,6s) = 20 cm / s.

Tiếp theo, tốc độ trung bình của con kiến ​​trong tuyến đường ABCA được tính. Trong trường hợp này, độ dời của kiến ​​là:

Δ r = (0 cm; 0 cm)

Điều này là do độ lệch là chênh lệch giữa vị trí kết thúc trừ vị trí bắt đầu. Vì cả hai vị trí đều giống nhau, do đó sự khác biệt của chúng là null, dẫn đến chuyển vị rỗng.

Sự chuyển vị rỗng này được thực hiện trong khoảng thời gian 0,6s nên tốc độ trung bình của con kiến ​​là:

v = (0 cm; 0 cm) / 0,6s = (0; 0) cm / s.

Kết luận : tốc độ trung bình 20 cm / s, nhưng tốc độ trung bình bằng không trên đường ABCA.

Ví dụ với tốc độ đồng đều trên các đoạn cong

Ví dụ 3

Một con côn trùng chuyển động trên đường tròn bán kính 0,2m với vận tốc đều, sao cho xuất phát từ A và đến B, nó đi được chu vi ¼ trong 0,25 s.

Hình 4. Côn trùng trong tiết diện tròn. Nguồn: F. Zapata.

Xác định tốc độ dài và vận tốc của côn trùng trên đoạn AB.

Giải pháp

Độ dài của cung tròn giữa A và B là:

Δs = 2πR / 4 = 2π (0,2m) / 4 = 0,32 m.

Áp dụng định nghĩa tốc độ trung bình ta có:

v = Δs / Δt = 0,32 m / 0,25 s = 1,28 m / s.

Để tính tốc độ trung bình, cần tính vectơ độ dời giữa vị trí ban đầu A và vị trí cuối B:

Δ r = (0, R) - (R, 0) = (-R, R) = (-0,2, 0,2) m

Áp dụng định nghĩa của tốc độ trung bình, chúng tôi thu được:

v = Δ r / Δt = (-0,2, 0,2) m / 0,25s = (-0,8, 0,8) m / s.

Biểu thức trước đó là tốc độ trung bình giữa A và B được biểu thị dưới dạng Descartes. Ngoài ra, tốc độ trung bình có thể được biểu thị ở dạng cực, nghĩa là môđun và hướng:

- v - = ((-0,8) ^ 2 + 0,8 ^ 2) ^ (½) = 1,13 m / s

Direction = arctan (0.8 / (-0.8)) = arctan (-1) = -45º + 180º = 135º đối với trục X.

Cuối cùng, vectơ vận tốc trung bình ở dạng cực là: v = (1,13 m / s ¦ 135º).

Ví dụ 4

Giả sử rằng thời gian bắt đầu của côn trùng trong ví dụ trước là 0s từ điểm A, chúng ta có vectơ vị trí của nó tại bất kỳ thời điểm t nào được cho bởi:

r (t) =.

Xác định vận tốc và tốc độ tức thời trong thời điểm t bất kỳ.

Giải pháp

1. Alonso M., Finn E. Vật lý tập I: Cơ học. 1970. Fondo Educativo Interamericano SA
2. Hewitt, P. Khoa học vật lý khái niệm. Phiên bản thứ năm. Lề.
3. Còn trẻ, Hugh. Vật lý đại học với Vật lý hiện đại. 14 Ed. Pearson.
4. Wikipedia. Tốc độ. Phục hồi từ: es.wikipedia.com
5. Zita, A. Chênh lệch giữa tốc độ và tốc độ. Phục hồi từ: Differentator.com