Vận tốc, Quãng đường, Thời gian — Tam giác công thức & Bài tập

Hãy dùng công thức vận tốc, quãng đường và thời gian khi vận tốc không đổi, hoặc khi bài toán cho vận tốc trung bình của cả hành trình. Mối liên hệ cơ bản là

$$d = st$$

trong đó $d$ là quãng đường, $s$ là vận tốc và $t$ là thời gian. Biến đổi công thức này, ta được hai công thức còn lại:

$$s = \frac{d}{t}, \qquad t = \frac{d}{s}$$

Nếu bạn nhớ ba công thức này và giữ đơn vị nhất quán, bạn có thể giải nhanh hầu hết các bài toán vận tốc, quãng đường, thời gian ở mức phổ thông.

Công Thức Vận Tốc, Quãng Đường, Thời Gian

• Quãng đường: $d = st$
• Vận tốc: $s = d/t$
• Thời gian: $t = d/s$

Ba công thức này thực ra đều là các dạng của cùng một mối liên hệ. Hãy bắt đầu từ $d = st$, rồi biến đổi tùy theo đại lượng mà đề bài yêu cầu tìm.

Cách này chỉ áp dụng trực tiếp khi vận tốc giữ không đổi trong suốt chuyển động, hoặc khi đề bài nói rõ là dùng vận tốc trung bình.

Tam Giác Công Thức Giúp Như Thế Nào

Nhiều học sinh dùng tam giác công thức để nhớ cần thực hiện phép tính nào. Đặt $d$ ở trên cùng, còn $s$ và $t$ ở phía dưới.

Nếu bạn che $d$, bạn nhân hai đại lượng ở dưới, nên $d = st$. Nếu bạn che $s$, bạn được $d/t$. Nếu bạn che $t$, bạn được $d/s$.

Tam giác này chỉ là mẹo ghi nhớ. Phần toán học thực sự đến từ việc biến đổi $d = st$.

Ý Nghĩa Của Các Biến

• Vận tốc cho biết quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
• Quãng đường cho biết một vật đi được xa bao nhiêu.
• Thời gian cho biết chuyển động kéo dài bao lâu.

Đơn vị quan trọng không kém công thức. Nếu vận tốc tính bằng kilômét trên giờ, hãy dùng giờ cho thời gian nếu bạn muốn quãng đường tính bằng kilômét. Nếu đơn vị không khớp, hãy đổi đơn vị trước khi tính.

Ví Dụ Giải Bài Toán Vận Tốc, Quãng Đường, Thời Gian

Một xe buýt đi được $150$ kilômét với vận tốc không đổi là $60$ kilômét mỗi giờ. Chuyến đi mất bao lâu?

Ta cần tìm thời gian, nên dùng $t = d/s$.

$$t = \frac{150}{60} = 2.5$$

Vậy chuyến đi mất $2.5$ giờ, tức là $2$ giờ $30$ phút.

Đáp án này hợp lý. Với vận tốc $60$ km/h, xe buýt đi được khoảng $60$ kilômét mỗi giờ, nên quãng đường $150$ kilômét sẽ mất hơn $2$ giờ một chút.

Những Lỗi Thường Gặp Với Vận Tốc, Quãng Đường, Thời Gian

Trộn lẫn đơn vị

Nếu quãng đường tính bằng mét còn vận tốc tính bằng kilômét trên giờ, phép tính sẽ sai nếu bạn không đổi đơn vị trước.

Dùng sai công thức

Để tìm thời gian, dùng $t = d/s$, không phải $t = s/d$. Kiểm tra nhanh bằng đơn vị sẽ giúp ích: quãng đường chia cho vận tốc cho ra thời gian.

Bỏ qua điều kiện vận tốc không đổi

Nếu vận tốc thay đổi trong chuyến đi, bạn không thể dùng vận tốc của một chặng cho cả hành trình, trừ khi đề bài nói vận tốc không đổi hoặc cho vận tốc trung bình của toàn bộ chuyến đi.

Khi Nào Dùng Công Thức Này

Mối liên hệ này xuất hiện trong các bài toán chuyển động, câu hỏi về cuộc đua, lập kế hoạch hành trình và nhiều bài toán tỉ số đơn vị. Đây cũng là điểm khởi đầu trong vật lý trước khi chuyển động trở nên phức tạp hơn.

Nếu gia tốc có vai trò, vận tốc sẽ không còn không đổi, nên mô hình này chỉ kể được một phần câu chuyện. Tuy vậy, với nhiều bài toán cơ bản, đây vẫn là công cụ đầu tiên phù hợp.

Thử Một Bài Tương Tự

Hãy thử một bài tương tự: một người đi xe đạp đi được $36$ dặm với vận tốc $12$ dặm mỗi giờ. Trước tiên hãy tìm thời gian. Sau đó đổi vận tốc thành $9$ dặm mỗi giờ và xem đáp án thay đổi như thế nào.