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

NEM · 0130 phút

Chuyển động ném và hai chuyển động thành phần

Ngang đều, đứng có gia tốc g

Mục tiêu

  • Nhận biết chuyển động ném (ném ngang, ném xiên) và nêu được điều kiện: chỉ chịu trọng lực, bỏ qua sức cản không khí.
  • Phân tích chuyển động ném thành hai chuyển động độc lập: thẳng đều theo phương ngang, biến đổi đều (gia tốc gg) theo phương thẳng đứng.
  • Viết được x(t)x(t), y(t)y(t), vx(t)v_x(t), vy(t)v_y(t) sau khi chọn hệ trục và chiều dương.
  • Giải thích vì sao vật ném ngang và vật thả rơi từ cùng độ cao chạm đất cùng lúc.

Khởi động

Trên mép bàn, một viên bi A đứng yên, một viên bi B lăn tới. Cùng một khoảnh khắc, bi A bị gạt nhẹ cho rơi thẳng xuống, còn bi B lăn khỏi mép bàn với tốc độ 2 m/s2\,\text{m/s}. Hai viên bi sẽ chạm sàn cùng lúc, viên A trước, hay viên B trước?

Nhiều người đoán B chạm sàn lâu hơn, vì "nó đi xa hơn". Đừng vội tin trực giác: ở cuối bài em sẽ tự thấy kết quả trên một bức ảnh nhấp nháy (ảnh chụp nhiều lần, mỗi lần cách nhau một khoảng thời gian bằng nhau) và giải thích được nó.

01Kiến thức cần nhớ

1. Chuyển động ném là gì?

Chuyển động ném là chuyển động của một vật được ném đi với vận tốc đầu v⃗0\vec v_0, rồi chỉ chịu tác dụng của trọng lực. Trong chương này ta bỏ qua sức cản của không khí, và lấy gia tốc rơi tự do g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2 (hoặc 9,8 m/s29{,}8\,\text{m/s}^2 khi đề nói rõ).

Tuỳ hướng của v⃗0\vec v_0 mà ta có:

  • Ném ngang: v⃗0\vec v_0 nằm ngang (bi lăn khỏi mép bàn, thả hàng từ máy bay đang bay ngang).
  • Ném xiên lên: v⃗0\vec v_0 hợp với phương ngang một góc α\alpha hướng lên (quả bóng đá, viên đạn pháo).
  • Ném xiên xuống: v⃗0\vec v_0 hướng xuống dưới phương ngang.
  • Hai trường hợp riêng: thả rơi (v0=0v_0 = 0) và ném thẳng đứng (α=±90∘\alpha = \pm 90^\circ).
51015205101520x (m)y (m)
Ném ngang
102030402468x (m)y (m)
Ném xiên lên
24681012246810121416x (m)y (m)
Ném xiên xuống

2. Chọn hệ trục

Ta chọn hệ trục OxyOxy có gốc OO tại điểm ném, gốc thời gian t=0t = 0 lúc ném, trục OxOx nằm ngang theo hướng ném. Có hai cách chọn trục OyOy:

Bài toánChiều dương của OyOyaya_yLý do chọn
Ném ngang, thả rơihướng xuống+g+gvật chỉ đi xuống, mọi toạ độ yy đều dương
Ném xiên lên, ném từ mặt đấthướng lên−g-gvật lên rồi xuống, độ cao yy đọc trực tiếp

Phân tích vận tốc đầu thành hai thành phần (ném xiên, OyOy hướng lên):

v0x=v0cos⁡α,v0y=v0sin⁡α.v_{0x} = v_0\cos\alpha, \qquad v_{0y} = v_0\sin\alpha .
αOxyv₀v₀ₓ = v₀cosαv₀ᵧ = v₀sinαg

3. Hai chuyển động độc lập

Vì gia tốc chỉ có thành phần thẳng đứng, ta tách chuyển động thành hai chuyển động không ảnh hưởng nhau:

  • Theo OxOx: ax=0a_x = 0, nên là chuyển động thẳng đều: vx=v0cos⁡α,x=v0cos⁡α⋅t.v_x = v_0\cos\alpha, \qquad x = v_0\cos\alpha\cdot t.
  • Theo OyOy (hướng lên): ay=−ga_y = -g, nên là chuyển động thẳng biến đổi đều: vy=v0sin⁡α−gt,y=v0sin⁡α⋅t−gt22.v_y = v_0\sin\alpha - gt, \qquad y = v_0\sin\alpha\cdot t - \dfrac{gt^2}{2}.

Vận tốc tại thời điểm tt là tổng vectơ hai thành phần, có độ lớn v=vx2+vy2v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2}.

Với ném ngang (α=0\alpha = 0, OyOy hướng xuống): x=v0tx = v_0 t, y=gt22y = \dfrac{gt^2}{2}, vx=v0v_x = v_0, vy=gtv_y = gt.

Tương tácBóng chiếu: ngang đều, đứng có gia tốc g
51015202530246810x (m)y (m)
Phương ngang (đều)
Phương đứng (gia tốc g)
v₀ m/s
Góc α °
Độ cao h m

Đổi v₀, α, h rồi bấm Chạy (hoặc kéo thanh t). Các vạch trên mặt đất cách đều nhau, còn các vạch trên trục đứng bên trái dày dần rồi thưa dần: hai chuyển động độc lập.

4. Hệ quả cần nhớ

  1. Quỹ đạo là một parabol (khử tt giữa xx và yy, xem bài sau).
  2. Thời gian bay chỉ phụ thuộc chuyển động thẳng đứng, tức phụ thuộc độ cao và v0yv_{0y}; không phụ thuộc v0xv_{0x}. Ném ngang mạnh hơn thì đi xa hơn chứ không rơi lâu hơn.
  3. Tốc độ theo phương ngang không đổi vx=v0cos⁡αv_x = v_0\cos\alpha. Tại điểm cao nhất của ném xiên, vy=0v_y = 0 nhưng vx≠0v_x \neq 0: vận tốc không bằng 0, nó nằm ngang với độ lớn v0cos⁡αv_0\cos\alpha.
  4. Gia tốc luôn bằng gg, hướng xuống, kể cả tại điểm cao nhất.
  5. Quãng đường vật đi được theo phương ngang trong những khoảng thời gian bằng nhau là bằng nhau; theo phương thẳng đứng, các khoảng độ cao tăng dần khi rơi (tỉ lệ 1:3:5:7…1:3:5:7\dots nếu rơi từ trạng thái v0y=0v_{0y} = 0).

5. Ném ngang và thả rơi cùng lúc

Cho một vật thả rơi và một vật ném ngang từ cùng độ cao, cùng thời điểm. Theo phương thẳng đứng, cả hai đều có v0y=0v_{0y} = 0 và gia tốc gg, nên y=gt22y = \dfrac{gt^2}{2} giống hệt nhau. Vì vậy ở mỗi thời điểm hai vật luôn ở cùng một độ cao và chạm đất cùng lúc, dù vật ném ngang đã chạy xa ra ngang.

Tương tácNém ngang và thả rơi cùng lúc
5101520255101520x (m)y (m)
Độ cao còn lại
Khoảng cách ngang giữa hai bóng
Thời gian chạm đất
Độ cao h m
v₀ (bóng ném) m/s

Đổi v₀ bao nhiêu thì hai bóng vẫn luôn cùng độ cao (đoạn nét đứt nằm ngang) và chạm đất cùng lúc. Chỉ đổi h mới đổi thời gian rơi.

02Tóm tắt

PhươngChuyển độngCông thức (ném xiên, OyOy lên)
Ngang OxOxthẳng đều, ax=0a_x = 0vx=v0cos⁡αv_x = v_0\cos\alpha, x=v0cos⁡α⋅tx = v_0\cos\alpha\cdot t
Đứng OyOybiến đổi đều, ay=−ga_y = -gvy=v0sin⁡α−gtv_y = v_0\sin\alpha - gt, y=v0sin⁡α⋅t−12gt2y = v_0\sin\alpha\cdot t - \tfrac12 gt^2
  • Gia tốc luôn bằng gg; quỹ đạo là parabol.
  • Thời gian bay không phụ thuộc v0xv_{0x}; ném ngang và thả rơi cùng độ cao chạm đất cùng lúc.
  • Tại điểm cao nhất của ném xiên: vy=0v_y = 0, v=v0cos⁡αv = v_0\cos\alpha.

03Mở rộng

Ném thẳng đứng là trường hợp riêng. Với α=90∘\alpha = 90^\circ: v0x=0v_{0x} = 0, vật chỉ chuyển động theo OyOy; điểm cao nhất ở độ cao v02/(2g)v_0^2/(2g). Với α=−90∘\alpha = -90^\circ (ném thẳng xuống) ta được chuyển động ở bài rơi tự do có vận tốc đầu.

Sức cản không khí. Với bóng bàn, cầu lông hay viên đạn tốc độ lớn, sức cản không còn nhỏ: quỹ đạo thực không còn là parabol đối xứng, tầm xa ngắn hơn và nửa quỹ đạo đi xuống dốc hơn nửa đi lên. Các bài trong chương này bỏ qua sức cản để hai chuyển động thành phần thật sự độc lập.

Tiếp theoPhương pháp →