LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 10·10 / 2026

MT · 0530 phút

Tổng hợp vận tốc cùng phương

Xuôi dòng, ngược dòng

Cần học trướcMT · 02 · Tốc độ và vận tốc

Mục tiêu

  • Hiểu vận tốc phụ thuộc hệ quy chiếu; biết gọi tên vận tốc bằng chỉ số "vật – hệ quy chiếu".
  • Vận dụng công thức cộng vận tốc v⃗13=v⃗12+v⃗23\vec v_{13} = \vec v_{12} + \vec v_{23} cho các vận tốc cùng phương (thuyền xuôi, ngược dòng; người đi trên băng chuyền, trên tàu).
  • Tính thời gian đi và về giữa hai bến, tìm vận tốc dòng nước, tính tốc độ trung bình cả đi lẫn về.

Khởi động

Bạn ngồi trong toa tàu đang chạy 2020 m/s và ném nhẹ một quả bóng về phía đầu tàu, bóng rời tay bạn với tốc độ 22 m/s. Với người đứng trên sân ga, quả bóng bay nhanh bao nhiêu? Còn nếu bạn ném về phía cuối tàu? Cùng một quả bóng nhưng "bay nhanh bao nhiêu" có đáp số khác nhau tuỳ người quan sát. Bài này cho cách tính chính xác.

v₁₂v₂₃v₁₃ = v₁₂ + v₂₃

01Kiến thức cần nhớ

1. Vận tốc phụ thuộc hệ quy chiếu

Chuyển động và đứng yên có tính tương đối: người ngồi trong tàu thấy ghế đứng yên, người trên sân ga thấy ghế chạy 2020 m/s. Vì vậy, khi nói vận tốc ta phải nói rõ so với hệ quy chiếu nào.

Dùng kí hiệu có hai chỉ số: v⃗13\vec v_{13} là vận tốc của vật 11 so với vật (hệ quy chiếu) 33. Với ba vật: thuyền (11), nước (22), bờ (33):

  • v⃗13\vec v_{13}: vận tốc thuyền so với bờ (vận tốc tuyệt đối);
  • v⃗12\vec v_{12}: vận tốc thuyền so với nước (vận tốc tương đối);
  • v⃗23\vec v_{23}: vận tốc nước so với bờ (vận tốc kéo theo).
Tương tácQuả bóng trong toa tàu: nhìn từ sân ga và từ tàu
-20020406080100120140160cột mốc sân ga (m)tàu 20 m/s
Bạn đang thấy bóng chạy 24 m/s.

Ném bóng về phía đầu tàu rồi cuối tàu. Đổi góc nhìn: trong tàu bóng chỉ chạy vài m/s, nhìn từ sân ga vận tốc cộng thêm vận tốc tàu.

2. Công thức cộng vận tốc

Khi ba vận tốc cùng phương, chọn một chiều dương và cộng đại số: v13=v12+v23v_{13} = v_{12} + v_{23}, mỗi số mang dấu theo chiều dương.

Đổi vai: v⃗21=−v⃗12\vec v_{21} = -\vec v_{12} (nước so với thuyền ngược với thuyền so với nước).

xuôi dòngv13 = v12 + v23ngược dòngv13 = v12 − |v23|nước mạnh hơnv13 < 0: bị trôi lùi

Xanh: v12 (thuyền so với nước) · vàng: v23 (nước so với bờ) · đen: v13 (thuyền so với bờ)

Ba trường hợp: xuôi dòng (cộng), ngược dòng (trừ), nước mạnh hơn thuyền (bị trôi lùi)

3. Thuyền xuôi, ngược dòng

Gọi vv là tốc độ thuyền so với nước (nước lặng) và uu là tốc độ dòng nước so với bờ.

  • Xuôi dòng: vxuoˆi=v+uv_{\text{xuôi}} = v + u.
  • Ngược dòng: vngược=v−uv_{\text{ngược}} = v - u (nếu v>uv > u thì thuyền đi được ngược dòng; nếu v<uv < u thì thuyền bị trôi xuôi dòng).
  • Từ hai tốc độ so với bờ có thể suy ngược: v=vxuoˆi+vngược2v = \dfrac{v_{\text{xuôi}} + v_{\text{ngược}}}{2}, u=vxuoˆi−vngược2u = \dfrac{v_{\text{xuôi}} - v_{\text{ngược}}}{2}.

Lưu ý khi đi lại giữa hai bến cách nhau SS: thời gian xuôi t1=S/(v+u)t_1 = S/(v+u) và ngược t2=S/(v−u)t_2 = S/(v-u) khác nhau, nên tốc độ trung bình cả hành trình 2St1+t2\dfrac{2S}{t_1 + t_2} nhỏ hơn vv (dòng nước làm mất nhiều hơn được).

Tương tácThuyền đi lại giữa hai bến
010203040kmABxuôi dòng

Bấm Chạy: thuyền xuôi dòng nhanh rồi ngược dòng chậm. Kéo u lên gần bằng v để thấy thời gian về dài ra, và v_tb cả hành trình tụt xuống dưới v. Với u ≥ v thuyền không về được.

02Tóm tắt

  • v⃗13=v⃗12+v⃗23\vec v_{13} = \vec v_{12} + \vec v_{23}; cùng phương thì cộng đại số có dấu.
  • Xuôi dòng v+uv + u, ngược dòng v−uv - u; v⃗21=−v⃗12\vec v_{21} = -\vec v_{12}.
  • Đi lại giữa hai bến: tốc độ trung bình =2St1+t2=\dfrac{2S}{t_1 + t_2}, nhỏ hơn vv.
Tiếp theoPhương pháp →