Gia tốc là gì? Có những loại gia tốc nào? Công thức tính gia tốc

Khi bạn đột ngột phanh xe khi đang di chuyển, hay một chiếc máy bay đang cất cánh trên đường băng,… đều xuất hiện gia tốc. Đây là một đại lượng vô cùng quan trọng và có ứng dụng thực tiễn vô cùng to lớn trong nhiều lĩnh vực. Nghi vấn đặt ra chính là gia tốc là gì? có bao nhiêu loại gia tốc cũng như công thức tính như thế nào?,… Những vấn đề này sẽ được làm sáng tỏ ngay trong phần chia sẻ sau đây.

Định nghĩa gia tốc là gì?

Chúng ta hẳn đã không còn xa lạ gì đối với gia tốc nữa. Xuyên suốt trong chương trình vật lý khi tại trường học, gia tốc là một yếu tố vô cùng quan trọng. Đây là một đại lượng vật lý mà chúng đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc theo thời gian.

Gia tốc là gì

Đây chính là một trong những đại lượng cơ bản được dùng để mô tả chuyển động. Cũng như vận tốc, đại lượng gia tốc có hướng chính vì vậy nó còn được gọi là đại lượng vector. Có nghĩa là chúng có cả hướng và độ lớn. Hướng của gia tốc của một vật được xác định bởi hướng của lực tác dụng lên vật đó. Khi đối tượng di chuyển chậm dần thì gia tốc sẽ là số âm. Độ lớn của gia tốc chính là tổng lượng gia tốc.

Gia tốc được quy ước là “a“.Trong Hệ đơn vị đo quốc tế SI, gia tốc được đo bởi đơn vị m/s². Ý nghĩa của đại lượng gia tốc chính là dùng để đo tốc độ thay đổi của vận tốc. Khi nhìn vào số đo của gia tốc, chúng ta có thể biết được vật thể đó thay đổi vận tốc nhanh hay chậm.

Gia tốc của một vật chuyển động thẳng không đổi chiều sẽ có công thức tính như sau:

Trong đó:

• v₁: là là vận tốc tức thời tại một thời điểm t₁
• v₂: là vận tốc tại thời điểm t₂
• t₁, t₂: là thời gian
• Δv = v₂ – v₁: là biến thiên vận tốc của vật
• Δt = t₂ – t₁: là thời gian vật thay đổi vận tốc từ v₁ tới v₂

Phân loại gia tốc

Theo vật lý học, đại lượng gia tốc được chia thành một số loại cụ thể như sau:

Gia tốc tức thời

Đây là gia tốc biểu diễn cho sự thay đổi vật tốc của vật tại một khoảng thời gian vô cùng nhỏ. Gia tốc này được biểu hiện qua công thức cụ thể như sau:

Trong đó:

• v là vận tốc có đơn vị đo là m/s
• t là thời gian với đơn vị đo là s

Gia tốc trung bình

Gia tốc trung bình trong một khoảng thời gian xác định chính là tỉ số giữa sự thay đổi vận tốc và khoảng thời gian đó. Chúng ta cũng có thể hiểu, gia tốc trung bình của một vật chính là sự biến thiên của vận tốc chia cho biến thiên của thời gian. 

Chúng được biểu hiện thông qua công thức sau:

Trong đó:

• a_tb: là gia tốc trung bình
• v: là vận tốc của vật tại thời điểm t
• v₀: là vận tốc của vật tại thời điểm t₀
• Δv: là biền thiên vận tốc
• Δt: là thời gian để v0 chuyển thành v

Gia tốc hướng tâm

Đây là đại lượng của chuyển động trên quỹ đạo cong. Xét hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động (vật đứng yên) thì gia tốc hướng tâm cân bằng với gia tốc ly tâm được gây ra bởi lực quán tính trong hệ quy chiếu. Như vậy, gia tốc hướng tâm có hướng vào tâm cong của quỹ đạo và có độ lớn bằng độ lớn của gia tốc ly tâm.

Công thức biểu hiện là:

a_ht = v²/R  hoặc  a_ht = w².R

Trong đó:

• w²: là tốc độ góc
• v: là vận tốc tức thời
• R: độ dài bán kính đường cong
• a_ht: gia tốc hướng tâm đơn vị m/s².

Gia tốc pháp tuyến

Đây là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi phương của vận tốc. Trong đó, gia tốc pháp tuyến sẽ có phương vuông góc với tiếp tuyến của quỹ đạo vật. Còn chiều luôn hướng về phía lõm của quỹ đạo. Công thức biểu hiện cụ thể như sau:

Trong đó:

• a_n: là gia tốc pháp tuyến
• v: là vận tốc tức thời, đơn vị m/s
• R: là độ dài bán kính cong, đơn vị đo là m

Gia tốc tiếp tuyến

Gia tốc này là đại lượng mô tả sự thay đổi độ lớn của vector vận tốc. Gia tốc tiếp tuyến có đặc điểm là có phương trùng với phương của tiếp tuyến. Và cùng chiều với vật khi chuyển động nhanh dần và ngược chiều vật khi chuyển động chậm dần. Công thức biểu hiện của gia tốc tiếp tuyến này chính là:

Gia tốc toàn phần

Đây chính là gia tốc tổng của hai gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến theo đại lượng vector. Chúng có công thức biểu hiện là: 

Trong đó: 

• a_tp: là gia tốc toàn phần
• a_n: là gia tốc pháp tuyến
• a_t: là gia tốc tiếp tuyến

Gia tốc trọng trường

Ngoài những gia tốc trên thì chúng ta còn có gia tốc trọng trường. Đây là đại lượng của gia tốc bởi lực hấp dẫn tác dụng lên vật. Khi bỏ qua lực cản không khi thì mọi vật đều chịu một gia tốc trọng trường giống nhau đối với tâm khối lượng của vật dựa theo nguyên lý tương đương.

Chính vì vậy mà gia tốc trọng trường của mọi vật với mọi khối lượng là giống nhau.

Gia tốc này thường do lực hút của trái đất gây nên dao động trong khoảng 9.78 – 9.83. Tuy nhiên chúng thường được làm tròn gần bằng 10m/s².

Đến đây hẳn quý vị đã hiểu hơn về đại lượng gia tốc. Hy vọng những chia sẻ trên đây sẽ hữu ích đối với quý vị trong cuộc sống thực tiễn.

Bài viết liên quan khác:

• Quán tính là gì? Lực quán tính trong các hệ quy chiếu
• Nguyên tử là gì? Cấu tạo và khối lượng của nguyên tử
• Sóng điện từ là gì? Đặc điểm, cấu tạo và ứng dụng của sóng điện từ
• Sóng vô tuyến là gì? Sức mạnh và những ứng dụng của sóng vô tuyến
• Sóng điện thoại là sóng gì? Sóng điện thoại gây vô sinh không?