Đo cả quãng đường lẫn thời gian
Để xác định tốc độ, cần đo **quãng đường s** và **thời gian t** vật đi quãng đường đó. Thước đo s; đồng hồ bấm giây đo t. Chỉ biết thời gian mà chưa biết quãng đường thì chưa tính được tốc độ.
Trong thí nghiệm ở trường, dùng xe đồ chơi không có động cơ, một mặt dốc chắc chắn, thước, hai vạch mốc và đồng hồ bấm giây. Đo khoảng cách dọc mặt dốc từ vạch xuất phát đến vạch đích, không lấy chiều cao của dốc làm s.
Giữ cách thả và vạch đo như nhau
Đặt xe tại vạch xuất phát, thả nhẹ không đẩy, đồng thời bắt đầu bấm giờ. Dừng đồng hồ khi xe đến vạch đích. Ghi s và t kèm đơn vị. Lặp ba lần với cùng hai vạch, độ dốc và cách thả; không thay đổi độ dốc giữa các lần rồi coi đó là phép đo lặp giống nhau.
Bố trí dốc thấp, có chỗ chặn xe sau vạch đích và thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên. Không đặt xe lao về người, không làm thí nghiệm trên đường có phương tiện giao thông.
Phản xạ của người bấm làm thời gian đo có sai số. Lặp và lấy trung bình giúp giảm ảnh hưởng của chênh lệch ngẫu nhiên, nhưng không sửa được lỗi dùng sai đơn vị hoặc xác định sai vạch mốc.
Tính từ ba lần đo minh họa
Giữ s = 0,80 m. Bảng dưới là **số liệu minh họa**, không phải kết quả đo thật:
| Lần đo | t (s) |
|---|---:|
|1|1,50|
|2|1,60|
|3|1,70|
Thời gian trung bình:
$$\begin{gathered}t_{\mathrm{tb}}=\frac{1{,}50+1{,}60+1{,}70}{3}\\
=1{,}60\ \mathrm{s}.\end{gathered}$$
Từ đó xác định tốc độ:
$$v=0{,}80/1{,}60=0{,}50\ \mathrm{m/s}.$$
Xe có thể nhanh dần trên dốc; phép tính này cho tốc độ trên cả đoạn đo, không phải tốc độ riêng lúc qua đích. Kết luận và nhận xét sai số cần dựa đúng cách đo đã dùng.
Bài luyện
Trong thí nghiệm trên mặt dốc, s cần đo là đại lượng nào?
Chiều cao không phải quãng đường xe đi trên mặt dốc.
Thân xe không xác định quãng đường giữa hai vạch trong phép đo này.
s phải ứng với đúng đoạn đã bấm thời gian.
Vị trí người giữ đồng hồ không quyết định quãng đường xe đi.
Lời giải
Đồng hồ đo t từ vạch xuất phát đến vạch đích. Vì v = s/t, s phải là quãng đường dọc đường xe đi giữa chính hai vạch đó. Đáp án C.
Bài luyện
Với s = 0,80 m, ba thời gian 1,50 s; 1,60 s; 1,70 s, tốc độ tính từ thời gian trung bình là bao nhiêu?
Thời gian trung bình 1,60 s; 0,80/1,60 = 0,50 m/s.
1,60 là thời gian trung bình theo giây, không phải tốc độ.
Đã đảo t/s thay vì s/t.
Đã lấy 0,80 chia tổng thời gian 4,80 s mà không lấy trung bình.
Lời giải
t trung bình = (1,50 + 1,60 + 1,70)/3 = 1,60 s. Tốc độ v = 0,80/1,60 = 0,50 m/s. Đáp án A.
Bài luyện
Cách nào giúp ba lần đo thuộc cùng điều kiện thí nghiệm?
Đổi độ dốc làm thay đổi chuyển động, không còn cùng điều kiện.
Đẩy thêm làm thay đổi cách thả xe.
Chọn bỏ dữ kiện theo kết quả mong muốn không phải đo trung thực.
Giữ các yếu tố ấy giúp so và lấy trung bình các lần đo lặp phù hợp.
Lời giải
Muốn lấy trung bình các lần đo lặp, cần giữ điều kiện bố trí và cách thả như nhau. Đổi dốc hoặc đẩy mạnh làm chuyển động khác; không tùy ý chọn dữ kiện. Đáp án D.