Nội dung lý thuyết
Để so sánh vật này chuyển động nhanh hay chậm hơn so với vật kia, ta cần so sánh độ dài quãng đường mà mỗi vật đi được trong cùng một khoảng thời gian xác định. Ví dụ, nếu trong một giờ, ô tô đi được 50 kilômét, xe máy đi được 30 kilômét, thì ô tô đi nhanh hơn xe máy. Trong trường hợp này, ta nói ô tô có tốc độ lớn hơn xe máy.
Vật nào có tốc độ lớn hơn, vật đó chuyển động nhanh hơn. Tốc độ được tính bằng quãng đường vật đi trong một khoảng thời gian xác định. Khoảng thời gian xác định có thể là một giây, một phút, một giờ, một ngày,...
Nếu biết quãng đường vật đi và thời gian vật đi hết quãng đường đó thì tốc độ được xác định như sau:
tốc độ = (quãng đường) : (thời gian)
Kí hiệu quãng đường vật đi là s, thời gian vật đi hết quãng đường đó là t, tốc độ của vật được tính là:
\(v=\dfrac{s}{t}\)
Nếu đơn vị đo quãng đường là mét, đơn vị đo thời gian là giây thì đơn vị đo tốc độ là mét/giây, kí hiệu: m/s.
Ví dụ: Trong một giây xe đi được quãng đường là 10 mét, tốc độ của xe là 10 m/s.
Có nhiều đơn vị đo khác nhau của tốc độ, tuỳ từng trường hợp mà chúng ta chọn đơn vị đo thích hợp. Chẳng hạn như, khi đo tốc độ của con sên, dùng đơn vị cm/s sẽ thuận tiện hơn đơn vị m/s.
Ngoài m/s, đơn vị đo tốc độ của chuyển động thường dùng là kilômét/giờ, kí hiệu: km/h.
Muốn đo được tốc độ của một vật đi trên một quãng đường nào đó, ta phải đo được chiều dài quãng đường và thời gian vật đi hết quãng đường đó.
Ở nhà trường, có thể đo chiều dài quãng đường bằng các dụng cụ đo chiều dài như thước mét, thước dây,... Thời gian vật đi có thể được đo bằng đồng hồ bấm giây hoặc đồng hồ do thời gian hiện số và cổng quang điện.
Cách đo tốc độ bằng đồng hồ bấm giây
Có thể dùng đồng hồ bấm giây để đo khoảng thời gian vật đi trên quãng đường AB. Bấm đồng hồ đo khi vật ở A và bấm dừng đồng hồ đo khi vật ở B. Đồng hồ bấm giây sẽ cho biết khoảng thời gian vật đi từ A đến B.
Đo quãng đường từ A đến B bằng dụng cụ đo chiều dài.
Lấy chiều dài quãng đường AB chia cho khoảng thời gian đo bởi đồng hồ bấm giây. Kết quả thu được chính là tốc độ của vật.
Cách đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện
Để đo tốc độ của một xe đi từ vị trí A dến vị trí B, ta tiến hành:
Cố định cổng quang điện 1 ở vị trí A và cổng quang điện 2 ở vị trí B. Khoảng cách giữa A và B được đọc ở thước đo gắn với giá đỡ. Thời gian xe đi từ A đến B được đọc ở đồng hồ đo thời gian hiện số.
Tốc độ của xe được tính bằng tỉ số khoảng cách giữa hai công quang điện và thời gian xe đi từ A đến B.
Để kiểm tra tốc độ của các phương tiện giao thông đường bộ, người ta dùng thiết bị “bắn tốc độ” (súng “bắn tốc độ”). Thiết bị này đo tốc độ của xe đang chuyển động như sau:
Súng phát tia sáng tới xe, bộ phận xử lí tín hiệu của súng xác định thời gian từ lúc phát tia sáng tới lúc nhận lại tia phản xạ từ xe về súng. Lấy khoảng thời gian đó nhân với tốc độ ánh sáng rồi chia cho 2 để tính ra khoảng cách từ xe tới súng.
Súng tiếp tục phát tia sáng lần thứ hai, tia sáng tới xe và trở lại bộ phận thu giống như lần trước. Khoảng cách giữa xe và súng được tính tương tự như trên.
Hiệu khoảng cách từ xe tới súng giữa hai lần bắn chính là quãng đường xe đi giữa hai lần bắn.
Bộ phận xử lí của súng tính ra tốc độ của xe bằng cách chia quãng đường này cho khoảng thời gian giữa hai lần bắn (được lập trình sẵn trong súng).