Vì sao tăng gấp đôi tốc độ làm quãng đường hãm gấp bốn khi gia tốc hãm giữ nguyên?

Giải thích nguyên lý

Trong chuyển động chậm dần đều đến khi dừng, quãng đường hãm bằng v₀²/(2a), với a là độ lớn gia tốc hãm. Tốc độ ban đầu xuất hiện dưới dạng bình phương nên tăng hai lần dẫn đến quãng đường gấp bốn. Thời gian hãm chỉ tăng hai lần. Đây là quãng hãm kể từ lúc bắt đầu hãm, chưa tính giai đoạn phản ứng.

Ví dụ tính từng bước

Hai xe mô hình cùng hãm với độ lớn gia tốc 2 m/s². Xe ban đầu 4 m/s dừng sau 2 s và đi 4 m. Xe ban đầu 8 m/s dừng sau 4 s và đi 16 m. Tính độc lập bằng tốc độ trung bình trong giai đoạn hãm: 2 × 2 = 4 m và 4 × 4 = 16 m.

Điểm dễ hiểu sai

Không áp dụng quy tắc gấp bốn nếu lực hãm hoặc điều kiện mặt đường thay đổi. Cũng không nhầm tỉ số thời gian với tỉ số đường đi.

Tự kiểm tra

Với tốc độ 6 m/s và cùng gia tốc hãm 2 m/s², quãng đường bao nhiêu? Đáp án: 36/4 = 9 m.

Điều kiện áp dụng

Mô hình một chiều, gia tốc hãm không đổi đến khi dừng, không đi tiếp theo nghiệm âm của vận tốc. Không suy ra tốc độ lái xe an toàn từ ví dụ.

Đọc hình minh họa

Hai xe mô hình xuất phát cùng mốc trên hai làn, đường hãm 4 m và 16 m; đồ thị vận tốc–thời gian có hai tam giác đúng tỉ lệ. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Công của lực bằng Fs cos alpha khi nào Định lí động năng liên hệ tổng công ra sao