Bài toán: Một ô tô đi thẳng 24 km theo hướng đông, sau đó quay ngược lại đi thẳng 18 km theo hướng Tây. Độ dịch chuyển của ô tô trong quá trình trên là bao nhiêu km?

Để giải bài toán này, chúng ta cần hiểu rõ hai khái niệm quan trọng trong vật lý: quãng đường và độ dịch chuyển.

1. Quãng đường:

Quãng đường là tổng chiều dài của tất cả các chuyển động của vật. Trong bài toán này, ô tô đi 24 km về phía Đông và 18 km về phía Tây.

Vậy, quãng đường ô tô đi được là:

Quãng đường = 24 km + 18 km = 42 km.

2. Độ dịch chuyển:

Độ dịch chuyển là một đại lượng vectơ, biểu thị sự thay đổi vị trí của vật từ điểm đầu đến điểm cuối, không phụ thuộc vào đường đi. Độ dịch chuyển có cả độ lớn và hướng.

Để xác định độ dịch chuyển, chúng ta sẽ chọn một chiều dương làm mốc. Giả sử chúng ta chọn hướng Đông là chiều dương.

Bước 1: Xác định hướng chuyển động.

Ô tô đi về hướng Đông, ta coi đây là chuyển động theo chiều dương.

Độ dịch chuyển lần 1: \( \Delta \vec{r_1} = +24 \) km (hướng Đông).

Bước 2: Xác định hướng chuyển động ngược lại.

Ô tô quay ngược lại đi về hướng Tây. Hướng Tây là hướng ngược lại với hướng Đông, nên ta coi đây là chuyển động theo chiều âm.

Độ dịch chuyển lần 2: \( \Delta \vec{r_2} = -18 \) km (hướng Tây).

Bước 3: Tính độ dịch chuyển tổng cộng.

Độ dịch chuyển tổng cộng của ô tô là tổng đại số của các độ dịch chuyển từng phần:

\( \Delta \vec{r} = \Delta \vec{r_1} + \Delta \vec{r_2} \)

\( \Delta \vec{r} = (+24 \text{ km}) + (-18 \text{ km}) \)

\( \Delta \vec{r} = 24 \text{ km} – 18 \text{ km} \)

\( \Delta \vec{r} = 6 \text{ km} \)

Kết quả \( +6 \) km cho thấy độ dịch chuyển của ô tô có hướng về phía Đông (vì chúng ta đã chọn hướng Đông là chiều dương).

Vậy, độ dịch chuyển của ô tô trong quá trình trên là 6 km về hướng Đông.

Các em thấy không, mặc dù ô tô đã đi tổng cộng 42 km (quãng đường), nhưng độ dịch chuyển của nó chỉ là 6 km. Điều này cho thấy độ dịch chuyển rất khác với quãng đường.

Các em có câu hỏi nào không?