Gia tốc là gì – Phân loại, công thức tính gia tốc

Gia tốc là một trong những đại lượng vật lý quan trọng, có trong chương trình vật lý 10. Không chỉ có ứng dụng thực tiễn to lớn trong cuộc sống mà còn giữ vai trò quan trọng trong các công trình nghiên cứu khoa học. Để giúp bạn đọc có thêm nhiều thông tin hữu ích trong bài viết này chúng tôi sẽ đem tới cho bạn khái niệm gia tốc là gì? Công thức tính, đơn vị đo gia tốc,…dưới đây các là thông tin chi tiết.

Gia tốc là gì?

Theo định nghĩa gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc theo thời gian. Đây là một trong những đại lượng cơ bản dùng để mô tả sự chuyển động. Giống như vận tốc, gia tốc là đại lượng hữu hướng, thứ nguyên của gia tốc là độ dài trên bình phương thời gian.

gia-toc-la-gi
Gia tốc là gì?

Hiểu cách khác gia tốc là mức độ thay đổi của vận tốc trong quá trình di chuyển của một vật. Khi duy trì vận tốc không đổi nghĩa là vật đó không tăng tốc. Gia tốc chỉ xuất hiện  khi có sự thay đổi của vận tốc. Vận tốc sẽ thay đổi theo ở một mức độ cố định, đối tượng đang di chuyển với một gia tốc là hằng số. Trong hệ đơn vị quốc tế SI, gia tốc có đơn vị là m/s2 nghĩa là m/s mỗi giây.

Đơn giản hơn thì gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự chuyển đổi nhanh hay chậm của vận tốc cả về hướng và độ lớn, Vận tốc và gia tốc là đại lượng của véc tơ. Nhìn vào số đo của gia tốc là bạn có thể biết được vật đó thay đổi vận tốc nhanh hay chậm.

Chuyển động tăng tốc khi vecto gia tốc cùng chiều với chuyển động, giảm tốc khi vecto gia tốc ngược chiều với chiều chuyển động, đổi hướng khi vecto gia tốc có phương khác với phương chuyển động

Công thức tính gia tốc

Gia tốc có công thức tính tổng quát như sau:

 Trong đó:

  • v: là vận tốc tức thời tại một thời điểm t
  • v0: là vận tốc tại tại thời điểm t0

Phân loại của gia tốc

Có 7 loại gia tốc mà bạn sẽ được học trong chương trình THPT đó là:

Gia tốc tức thời

Gia tốc tức thời của vật là biểu diễn cho sự thay đổi vận tốc của vật trong một khoảng thời gian vô cùng nhỏ (tức thời). Ta có công thức:

Trong đó:

  • v: là vận tốc, có đơn vị m/s
  • t: là thời gian, có đơn vị là s

Gia tốc trung bình

cong-thuc-tinh-gia-toc-trung-binh
Gia tốc trung bình

Gia tốc trung bình của vật sẽ biểu diễn cho sự thay đổi vận tốc của vật đó trong một khoảng thời gian nhất định. Hiểu đơn giản, gia tốc trung bình là sự biến thiên của vận tốc được chia cho biến thiên thời gian và có công thức tính như sau:

Trong đó

  • a: là gia tốc
  • v: là vận tốc đơn vị m/s
  • t: là thời gian đơn vị là s

Gia tốc pháp tuyến

Gia tốc pháp tuyến là đặc trưng cho sự thay đổi về phương của vận tốc, phương vuông góc với tiếp tuyến của quỹ đạo vật, chiều luôn hướng về phía lõm của quỹ đạo. Công thức tính là: 

Trong đó:

  • v: là tốc độ tức thời, có đơn vị m/s
  • R: là độ dài bán kính cong, có đơn vị m

Trong trường hợp vật chuyển động tròn đều thì v và R đều là những đại lượng không đổi nên gia tốc pháp tuyến trong trường hợp này sẽ là gia tốc hướng tâm và không đổi.

Gia tốc tiếp tuyến

Là đại lượng mô tả cho sự thay đổi về độ lớn và vecto vận tốc. Gia tốc tiếp tuyến sẽ có phương trùng với phương của tiếp tuyến, cùng chiều khi chuyển động nhanh dần và ngược chiều khi chuyển động chậm dần. Công thức tính:

Mối quan hệ giữa gia tốc tiếp tuyến với gia tốc pháp tuyến: gia tốc trong chuyển động hình cong gồm có 2 phần.

  • Gia tốc pháp tuyến là đặc trưng của sự thay đổi về phương của vận tốc theo thời gian
  • Gia tốc trực tuyến đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vận tốc theo thời gian.

Gia tốc toàn phần

Gia tốc toàn phần được hiểu đơn giản là tổng của hai gia tốc, thực chất chính là gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến theo vectơ, công thức tính:

Gia tốc trọng trường

Gia tốc trọng trường là gì? Gia tốc trọng trường là đại lượng đặc trưng của gia tốc do lực hấp dẫn tác dụng lên vật. Khi bỏ ua ma sát do lực cản của không khí, theo nguyên lý tương đương thì mọi vật đều chịu tác động của một gia tốc trọng trường hấp dẫn là giống nhau đối với tâm khối lượng của vật.

Theo định nghĩa, gia tốc trọng trường giống nhau đối với mọi vật chất và khối lượng, gia tốc trọng trường thường do lực hút của trái đất gây ra nên thường khác nhau tại các điểm và sẽ dao động từ 9.78-9.83. Tuy nhiên trong các bài tập ứng dụng người ta thường lấy bằng 10 m/s2.

Gia tốc trọng trường tại một điểm nào đó sẽ được tính theo biểu thức vạn vật hấp dẫn Newton, công thức tính gia tốc trọng trường sẽ là: g’ = gR² /(R+h)²

Trong đó:

  • g: là gia tốc trọng trường tại mặt đất
  • R: là bán kính Trái Đất
  • h: là khoảng cách so với mặt đất, trên mặt đất có giá trị dương và dưới mặt đất có giá trị âm

Gia tốc góc

gia-toc-la-gi
Gia tốc góc

Gia tốc góc là sự biến thiên của vận tốc góc của vật chuyển động tròn theo thời gian. Đây là khái niệm mở rộng của gia tốc trong chuyển động thẳng sang chuyển động tròn, là đạo hàm bậc nhất của vận tốc góc và là đạo hàm bậc 2 của gốc theo thời gian.

Nếu chuyển động quay có vật cố định, khi áp dụng định luật 2 Newton thì sẽ có công thức tính gia tốc góc là M=I. Đây là mối liên hệ giữa gia tốc góc, momen lực, M và momen quán tính đối với trục quay của vật.

Với những thông tin trên đây, hy vọng sẽ giúp bạn trả lời được câu hỏi gia tốc trọng trường là gì rồi chứ. Nếu thấy những thông tin trong bài viết này hay hãy like, share để cho bạn bè mình biết và sử dụng khi cần nhé! Chúc các bạn thành công!