Công thức tính vận tốc: v = s/t, cách đổi đơn vị và ví dụ

Công thức tính vận tốc là v = s/t, trong đó v là vận tốc, s là quãng đường vật đi được và t là thời gian để đi hết quãng đường đó. Đây là công thức nền tảng của các bài toán chuyển động, xuất hiện xuyên suốt từ chương trình Toán tiểu học đến Vật lý THCS, THPT. Nắm chắc công thức gốc, bạn có thể suy ra cách tính quãng đường, thời gian, đồng thời đổi qua lại giữa m/s và km/h mà không nhầm lẫn. Cùng xem công thức chi tiết, bảng quy đổi đơn vị và các ví dụ có lời giải từng bước để áp dụng vào bài tập.

Công thức tính vận tốc là gì?

Vận tốc được tính bằng công thức: v = s / t.

• v: vận tốc (đơn vị m/s hoặc km/h).
• s: quãng đường vật đi được (đơn vị m hoặc km).
• t: thời gian đi hết quãng đường đó (đơn vị s hoặc h).

Nói cách khác, vận tốc bằng quãng đường chia cho thời gian. Vận tốc càng lớn thì vật chuyển động càng nhanh; vận tốc bằng 0 nghĩa là vật đang đứng yên. Công thức v = s/t áp dụng đúng cho chuyển động đều, tức vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau; với chuyển động không đều, kết quả tính ra thực chất là vận tốc trung bình (xem phần bên dưới).

Đơn vị của vận tốc và cách đổi đơn vị

Đơn vị chuẩn của vận tốc trong hệ đo lường quốc tế (SI) là mét trên giây (m/s). Trong đời sống, đơn vị được dùng phổ biến hơn là ki-lô-mét trên giờ (km/h), nhất là khi nói về tốc độ xe cộ. Cách đổi giữa hai đơn vị này như sau:

• Đổi từ m/s sang km/h: nhân với 3,6 (vì 1 m/s = 3,6 km/h).
• Đổi từ km/h sang m/s: chia cho 3,6 (vì 1 km/h ≈ 0,278 m/s).

Ví dụ: 10 m/s = 10 × 3,6 = 36 km/h; ngược lại 72 km/h = 72 / 3,6 = 20 m/s. Để tra nhanh, bạn có thể tham khảo bảng quy đổi một số giá trị thường gặp dưới đây:

Lưu ý: trước khi thay số vào công thức, hãy đưa quãng đường và thời gian về cùng một hệ đơn vị (ví dụ đổi phút sang giờ) để tránh sai kết quả.

Xem thêm: Nhiệt lượng là gì? – Công thức tính nhiệt lượng

Các công thức suy ra từ công thức vận tốc

Từ công thức gốc v = s/t, bạn có thể biến đổi để tính quãng đường hoặc thời gian khi đã biết hai đại lượng còn lại:

Ba công thức trên thực chất chỉ là một, biến đổi qua lại theo quy tắc toán học thông thường: muốn tìm quãng đường thì lấy vận tốc nhân thời gian, muốn tìm thời gian thì lấy quãng đường chia vận tốc. Bạn chỉ cần nhớ công thức gốc v = s/t là có thể tự suy ra hai công thức còn lại khi cần.

Vận tốc trung bình và vận tốc tức thời

Trong chuyển động thực tế, vật hiếm khi giữ nguyên một vận tốc suốt hành trình, vì vậy cần phân biệt hai khái niệm sau:

• Vận tốc trung bình: bằng tổng quãng đường đi được chia cho tổng thời gian đi hết quãng đường đó. Đây là con số đại diện cho cả hành trình, không phải trung bình cộng của các vận tốc thành phần.
• Vận tốc tức thời: là vận tốc của vật tại một thời điểm hoặc một vị trí cụ thể trên đường đi, giống như con số hiển thị trên đồng hồ tốc độ (speedometer) của xe máy, ô tô tại từng thời điểm.

Ví dụ: một người đi 100 km trong 2 giờ đầu, sau đó đi tiếp 60 km trong 1 giờ tiếp theo. Vận tốc trung bình cả hành trình là (100 + 60) / (2 + 1) = 160 / 3 ≈ 53,3 km/h. Con số này khác với trung bình cộng của hai vận tốc từng chặng (50 km/h và 60 km/h, trung bình cộng là 55 km/h) vì thời gian hai chặng không bằng nhau, nên không thể lấy trung bình cộng đơn giản.

Ví dụ tính vận tốc có lời giải chi tiết

Dưới đây là một số dạng bài tập thường gặp về vận tốc, quãng đường và thời gian, kèm lời giải từng bước để bạn đối chiếu cách làm.

Ví dụ 1 — Tính vận tốc: Một ô tô đi được quãng đường 150 km trong 3 giờ. Tính vận tốc của ô tô.
Lời giải: Áp dụng công thức v = s/t, ta có v = 150 / 3 = 50 km/h.
Đáp số: 50 km/h.

Ví dụ 2 — Tính vận tốc và đổi đơn vị: Một vận động viên chạy 100 m trong 20 giây. Tính vận tốc của vận động viên theo m/s và km/h.
Lời giải: Áp dụng công thức v = s/t, ta có v = 100 / 20 = 5 m/s. Đổi sang km/h: 5 × 3,6 = 18 km/h.
Đáp số: 5 m/s, tương đương 18 km/h.

Ví dụ 3 — Tính quãng đường: Một xe máy chạy với vận tốc 40 km/h trong 2 giờ 30 phút. Hỏi xe đi được quãng đường bao nhiêu km?
Lời giải: Đổi 2 giờ 30 phút = 2,5 giờ. Áp dụng công thức s = v × t, ta có s = 40 × 2,5 = 100 km.
Đáp số: 100 km.

Ví dụ 4 — Tính thời gian: Một người đi bộ quãng đường 6 km với vận tốc trung bình 4 km/h. Hỏi người đó cần bao nhiêu thời gian để đi hết quãng đường này?
Lời giải: Áp dụng công thức t = s/v, ta có t = 6 / 4 = 1,5 giờ, tức 1 giờ 30 phút.
Đáp số: 1,5 giờ (1 giờ 30 phút).

Xem thêm: Công thức tính hoán vị, chỉnh hợp và tổ hợp đầy đủ

Một số lưu ý khi tính vận tốc

Để tránh sai kết quả khi làm bài tập về vận tốc, bạn nên lưu ý một số điểm sau:

• Đồng nhất đơn vị trước khi tính: nếu quãng đường và thời gian cho ở hai đơn vị khác hệ (ví dụ km và phút), hãy đổi về cùng một hệ trước khi thay công thức.
• Không nhầm vận tốc trung bình với trung bình cộng vận tốc: như ví dụ ở phần trên, hai cách tính chỉ trùng nhau khi thời gian của các chặng bằng nhau.
• Quãng đường luôn không âm: trong công thức v = s/t ở chương trình phổ thông, s là tổng chiều dài quãng đường đã đi.
• Làm tròn hợp lý: khi kết quả là số thập phân tuần hoàn (ví dụ 160/3), nên làm tròn đến 1-2 chữ số thập phân và ghi rõ dấu ≈ thay vì dấu bằng.

Câu hỏi thường gặp về công thức tính vận tốc

Công thức tính vận tốc là gì?

Công thức tính vận tốc là v = s/t, trong đó s là quãng đường vật đi được và t là thời gian đi hết quãng đường đó.

Đơn vị của vận tốc là gì?

Đơn vị chuẩn theo hệ SI là mét/giây (m/s); ngoài ra còn dùng phổ biến ki-lô-mét/giờ (km/h), với 1 m/s = 3,6 km/h.

Cách đổi km/h sang m/s như thế nào?

Lấy số km/h chia cho 3,6 sẽ ra kết quả theo m/s.

Công thức tính quãng đường và thời gian từ vận tốc là gì?

Quãng đường tính bằng s = v × t; thời gian tính bằng t = s / v.

Vận tốc trung bình tính như thế nào?

Vận tốc trung bình bằng tổng quãng đường đi được chia cho tổng thời gian đi hết quãng đường đó, không phải là trung bình cộng của các vận tốc thành phần.

Vận tốc trung bình và vận tốc tức thời khác nhau ra sao?

Vận tốc trung bình đại diện cho cả một hành trình hoặc một khoảng thời gian, còn vận tốc tức thời là vận tốc tại một thời điểm hoặc vị trí cụ thể, giống như số hiển thị trên đồng hồ tốc độ của xe.

Vận tốc và tốc độ có phải là một không?

Về bản chất, tốc độ là đại lượng chỉ có độ lớn còn vận tốc là đại lượng có hướng. Tuy nhiên ở chương trình tiểu học và THCS, công thức v = s/t được dùng chung cho cả hai khái niệm và cho cùng một kết quả trong chuyển động thẳng theo một chiều.

Vì sao phải đổi đơn vị trước khi tính vận tốc?

Vì quãng đường và thời gian trong đề bài có thể cho ở các đơn vị khác hệ nhau, chẳng hạn km và phút; nếu không đổi về cùng một hệ trước khi chia, kết quả tính được sẽ sai.

Kết luận

Tóm lại, công thức tính vận tốc là v = s/t, từ đó suy ra s = v × t và t = s/v. Chỉ cần nhớ công thức gốc, cách đổi đơn vị (nhân/chia cho 3,6) và phân biệt vận tốc trung bình với vận tốc tức thời, bạn sẽ giải nhanh hầu hết bài toán chuyển động. Để học thêm, mời bạn tham khảo các bài công thức tính quãng đường, 1 dặm bằng bao nhiêu km và một năm ánh sáng bằng bao nhiêu km trên chuyên mục tin tức của Hoàng Hà Mobile.