Trả lời nhanh
Để đo quãng đường vật đi được trong một khoảng thời gian, ta dùng thước (hoặc thước cuộn) đo độ dài đoạn đường và đồng hồ bấm giây đo thời gian chuyển động. Ngược lại, muốn biết thời gian đi hết một quãng đường, ta đo quãng đường rồi bấm giờ. Nếu đã biết tốc độ v, có thể tính s = v.t và t = s : v.
1. Hai đại lượng cần đo: quãng đường và thời gian
Khi một vật chuyển động, hai đại lượng gắn liền với nhau là quãng đường s (độ dài đoạn đường vật đã đi) và thời gian t (khoảng thời gian vật đi hết quãng đường đó). Tốc độ cho ta biết hai đại lượng này liên hệ ra sao: v = s : t.
Vì vậy, “đo quãng đường trong một khoảng thời gian” và “đo thời gian đi hết một quãng đường” thực chất là hai cách đặt câu hỏi cho cùng một phép đo. Ta cần đúng hai dụng cụ: một dụng cụ đo độ dài và một dụng cụ đo thời gian.
2. Dụng cụ thường dùng
| Đại lượng | Dụng cụ | Dùng khi nào |
|---|---|---|
| Quãng đường | Thước thẳng, thước cuộn | Đoạn đường ngắn: bàn học, sân trường, đường chạy |
| Quãng đường | Bánh xe đo, công tơ mét trên xe | Đoạn đường dài, đường cong |
| Thời gian | Đồng hồ bấm giây | Thí nghiệm đơn giản ở lớp, chạy cự li ngắn |
| Thời gian | Cổng quang điện + đồng hồ hiện số | Cần kết quả chính xác, chuyển động nhanh |
3. Cách 1: Đo trực tiếp bằng thước và đồng hồ
Bài toán a: Vật đi được bao xa trong 5 giây?
- Đánh dấu vị trí xuất phát của vật (vạch A).
- Cho vật chuyển động, đồng thời bấm đồng hồ bắt đầu đếm.
- Đúng 5 giây thì bấm dừng và đánh dấu ngay vị trí của vật (điểm B).
- Dùng thước đo độ dài đoạn AB. Đó là quãng đường vật đi được trong 5 s.
Bài toán b (ngược lại): Vật đi hết 10 m mất bao lâu?
- Dùng thước cuộn đo sẵn 10 m trên mặt đường, đánh dấu điểm đầu và điểm cuối.
- Bấm giờ khi vật qua điểm đầu, bấm dừng khi vật qua điểm cuối.
- Số chỉ trên đồng hồ chính là thời gian cần tìm.
4. Cách 2: Dùng cổng quang điện (thí nghiệm ở phòng thực hành)
Hai cổng quang điện đặt dọc đường đi của xe, cách nhau một khoảng đã đo bằng thước. Khi xe đi qua cổng thứ nhất, đồng hồ hiện số bắt đầu đếm; qua cổng thứ hai, đồng hồ dừng. Nhờ không phụ thuộc phản xạ của tay người bấm nên kết quả chính xác hơn.
Ví dụ tự đặt: hai cổng cách nhau 0,5 m, đồng hồ hiện 0,25 s. Tốc độ trung bình của xe là v = 0,5 : 0,25 = 2 m/s.
5. Cách 3: Tính khi đã biết tốc độ
Từ công thức v = s : t suy ra:
- Quãng đường: s = v.t
- Thời gian: t = s : v
Ví dụ 1: Một bạn đạp xe với tốc độ 18 km/h = 5 m/s. Trong 2 phút (120 s), bạn đi được s = 5 × 120 = 600 m.
Ví dụ 2: Một người đi bộ với tốc độ 6 km/h cần đi quãng đường 3 km. Thời gian đi là t = 3 : 6 = 0,5 h = 30 phút.
Mẹo nhớ: đơn vị cho biết công thức. Km/h nhân với giờ ra km; m/s nhân với giây ra mét. Nếu đơn vị chưa khớp thì đổi trước khi tính.
6. Những lỗi thường gặp khi đo
- Bấm đồng hồ trễ hoặc sớm: phản xạ của người thường chậm khoảng vài phần mười giây. Nên đo nhiều lần rồi lấy giá trị trung bình, hoặc chọn quãng đường đủ dài để sai số này ít ảnh hưởng.
- Đặt thước lệch: phải đặt thước dọc theo đường đi, vạch 0 trùng điểm xuất phát.
- Không đổi đơn vị: trộn km với giây, hoặc m với giờ, làm kết quả sai hàng chục lần.
- Nhầm tốc độ tức thời với tốc độ trung bình: phép đo s và t cho ta tốc độ trung bình trên cả đoạn, không phải tốc độ tại một thời điểm.
7. Bài luyện tập
- Bạn Minh chạy 100 m hết 20 s. Tính tốc độ trung bình của Minh.
Đáp án: v = 100 : 20 = 5 m/s. - Một đoàn tàu chạy với tốc độ 54 km/h. Trong 10 s tàu đi được bao nhiêu mét?
Đáp án: 54 km/h = 15 m/s nên s = 15 × 10 = 150 m. - Một xe máy chạy với tốc độ 15 km/h trên đoạn đường dài 7,5 km. Tính thời gian đi.
Đáp án: t = 7,5 : 15 = 0,5 h = 30 phút.
Ghi nhớ
- Đo s bằng thước, đo t bằng đồng hồ; hai phép đo phải thực hiện cùng lúc, cùng đoạn chuyển động.
- Biết tốc độ thì tính được s = v.t và t = s : v.
- Luôn kiểm tra đơn vị và đo lặp lại để giảm sai số.
Câu hỏi thường gặp
Cần những dụng cụ gì để đo quãng đường vật đi được trong một khoảng thời gian?
Cần một dụng cụ đo độ dài như thước thẳng hoặc thước cuộn và một dụng cụ đo thời gian như đồng hồ bấm giây hoặc đồng hồ hiện số với cổng quang điện.
Công thức tính quãng đường khi biết tốc độ và thời gian là gì?
Quãng đường s = v.t, trong đó v là tốc độ và t là thời gian chuyển động. Cần dùng đơn vị thống nhất, ví dụ m/s với giây hoặc km/h với giờ.
Làm sao tính thời gian khi biết quãng đường và tốc độ?
Dùng t = s : v. Ví dụ đi 3 km với tốc độ 6 km/h thì t = 3 : 6 = 0,5 giờ, tức 30 phút.
Vì sao nên đo nhiều lần khi dùng đồng hồ bấm giây?
Vì thời điểm bấm của người đo luôn có độ trễ nhỏ. Đo nhiều lần rồi lấy trung bình giúp giảm sai số ngẫu nhiên và cho kết quả đáng tin hơn.