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

NEM · 0230 phút

Ném ngang - thời gian rơi, tầm xa, quỹ đạo

t = √(2h/g), L = v₀t, y = kx²

Cần học trướcNEM · 01 · Chuyển động ném và hai chuyển động thành phần

Mục tiêu

  • Tính được thời gian rơi tt và tầm xa LL của vật ném ngang từ độ cao hh với tốc độ v0v_0.
  • Từ LL, hh (hoặc tt) suy ngược ra v0v_0, hh.
  • Lập được phương trình quỹ đạo y=g2v02x2y = \dfrac{g}{2v_0^2}x^2 và dùng nó để tìm độ cao tại một vị trí hoặc tìm v0v_0.

Khởi động

Một chú bé đứng trên bờ kè cao 5 m5\,\text{m} ném một hòn sỏi theo phương ngang xuống mặt hồ. Em muốn hòn sỏi rơi cách chân bờ kè 12 m12\,\text{m}. Cần ném với tốc độ bao nhiêu? Ném mạnh gấp đôi thì sỏi rơi xa gấp mấy lần, và có rơi lâu gấp đôi không?

Bài này biến câu hỏi đó thành ba công thức gọn: thời gian rơi, tầm xa, và đường đi (quỹ đạo) của hòn sỏi.

01Kiến thức cần nhớ

1. Phương trình chuyển động của vật ném ngang

Chọn gốc OO tại điểm ném, OxOx nằm ngang theo hướng ném, OyOy thẳng đứng hướng xuống, t=0t = 0 lúc ném. Theo bài trước:

x=v0t,y=gt22,vx=v0,vy=gt.x = v_0 t, \qquad y = \frac{gt^2}{2}, \qquad v_x = v_0, \qquad v_y = gt .
Ov₀xyhtầm xa LAy = gx²/(2v₀²)

2. Thời gian rơi và tầm xa

Vật chạm đất khi y=hy = h:

gt22=h ⇒ t=2hg.\frac{g t^2}{2} = h \ \Rightarrow\ \boxed{t = \sqrt{\frac{2h}{g}}}.

Tầm xa LL là khoảng cách theo phương ngang từ chân đường thẳng đứng qua điểm ném tới điểm chạm đất:

L=v0t=v02hg.\boxed{L = v_0 t = v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}}.

Nhận xét:

  • tt chỉ phụ thuộc hh và gg, không phụ thuộc v0v_0.
  • LL tỉ lệ thuận với v0v_0 (ném mạnh gấp đôi thì xa gấp đôi) và tỉ lệ với h\sqrt h (độ cao gấp 4 thì xa gấp đôi).
Tương tácNém ngang từ vách cao
1020304010203040x (m)y (m)
Vị trí (Oy hướng xuống)
Thời gian rơi (chỉ phụ thuộc h)
Tầm xa
Phương trình quỹ đạo
v₀ m/s
Độ cao h m

Kéo v₀ thật mạnh: tầm xa tăng gấp bội nhưng thời gian rơi t không đổi. Kéo h: t và L đều đổi. Bấm “Giữ quỹ đạo” rồi đổi v₀ để so sánh các parabol.

3. Phương trình quỹ đạo

Rút t=x/v0t = x/v_0 từ phương trình của xx rồi thế vào phương trình của yy:

y=g2(xv0)2 ⇒ y=g2v02 x2(x≥0).y = \frac{g}{2}\left(\frac{x}{v_0}\right)^2 \ \Rightarrow\ \boxed{y = \frac{g}{2v_0^2}\,x^2}\qquad (x \ge 0).

Đây là phương trình một nhánh parabol đỉnh tại điểm ném OO, bề lõm hướng xuống (vì OyOy hướng xuống). Hệ số k=g2v02k = \dfrac{g}{2v_0^2}: ném càng mạnh thì kk càng nhỏ, parabol càng "thoải".

Ví dụ: v0=10 m/sv_0 = 10\,\text{m/s}, g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2 cho y=x220y = \dfrac{x^2}{20} (đơn vị mét).

Tương tácĐọc quỹ đạo: y/x² không đổi
51015205101520x (m)y (m)
Vị trí đang đo
Tỉ số không đổi
Tính từ v₀
Vị trí x m
v₀ m/s
Độ cao h m

Kéo vị trí x: độ rơi y đổi, nhưng tỉ số y/x² luôn bằng g/(2v₀²). Đổi v₀ để thấy hệ số này nhỏ lại khi ném mạnh hơn (parabol thoải hơn).

02Tóm tắt

  • x=v0tx = v_0 t, y=12gt2y = \tfrac12 gt^2 (OyOy xuống).
  • t=2h/gt = \sqrt{2h/g}, L=v02h/gL = v_0\sqrt{2h/g}.
  • Quỹ đạo: y=g2v02x2y = \dfrac{g}{2v_0^2}x^2, một nhánh parabol đỉnh tại điểm ném.
  • Biết LL và hh: v0=L/2h/gv_0 = L/\sqrt{2h/g}.

03Mở rộng

Góc giữa quỹ đạo và phương ngang. Khi học đạo hàm, em sẽ thấy hệ số góc của tiếp tuyến tại xx là gxv02\dfrac{gx}{v_0^2}. Tại điểm chạm đất (x=Lx = L) đó chính là tan⁡α=gLv02=gtv0\tan\alpha = \dfrac{gL}{v_0^2} = \dfrac{gt}{v_0}, khớp với tan⁡α=vy/vx\tan\alpha = v_y/v_x ở bài sau.

Tiếp theoPhương pháp →