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

NEM · 0335 phút

Ném ngang - vận tốc, ứng dụng và điều kiện tốc độ đầu

Thả hàng, bi lăn khỏi bàn, ném trúng vùng

Cần học trướcNEM · 02 · Ném ngang - thời gian rơi, tầm xa, quỹ đạo

Mục tiêu

  • Tính vận tốc (độ lớn và hướng) của vật ném ngang tại một thời điểm bất kì và lúc chạm đất.
  • Vận dụng vào tình huống thực tế: thả hàng từ máy bay, bi lăn khỏi mặt bàn.
  • Tìm khoảng giá trị của v0v_0 để vật rơi vào một vùng cho trước hoặc vượt một vật cản.

Khởi động

Một máy bay cứu trợ bay ngang ở độ cao 500 m500\,\text{m} với tốc độ 50 m/s50\,\text{m/s}. Phi công phải thả kiện hàng khi máy bay ở chỗ nào để kiện hàng rơi trúng bãi đất ở phía trước? Và khi kiện hàng chạm đất, máy bay đang ở đâu so với nó?

Hai câu hỏi trên cần cùng một ý: kiện hàng giữ nguyên vận tốc ngang của máy bay lúc rời, rồi rơi thêm theo phương thẳng đứng.

01Kiến thức cần nhớ

1. Vận tốc của vật ném ngang

Với OyOy hướng xuống: vx=v0v_x = v_0 (không đổi), vy=gtv_y = gt (tăng đều). Độ lớn và hướng của vận tốc tại thời điểm tt:

v=v02+g2t2,tan⁡α=vyvx=gtv0,v = \sqrt{v_0^2 + g^2t^2}, \qquad \tan\alpha = \frac{v_y}{v_x} = \frac{gt}{v_0},

trong đó α\alpha là góc giữa v⃗\vec v và phương ngang, vectơ v⃗\vec v hướng xuống phía trước. Vận tốc luôn tiếp tuyến với quỹ đạo, góc α\alpha tăng dần từ 0∘0^\circ.

Tương tácVectơ vận tốc của vật ném ngang
1020304010203040x (m)y (m)
Thành phần
Độ lớn
Góc với phương ngang
Lúc chạm đất
v₀ m/s
Độ cao h m

Kéo thanh t: vₓ không đổi, v_y dài dần, vận tốc v luôn nằm theo tiếp tuyến quỹ đạo. Bấm “Góc 45°” để dừng đúng lúc v_y = vₓ (t = v₀/g).

Khi chạm đất (sau t=2h/gt = \sqrt{2h/g}): vy=gt=2ghv_y = gt = \sqrt{2gh}, do đó

v=v02+2gh,tan⁡α=2ghv0.\boxed{v = \sqrt{v_0^2 + 2gh}}, \qquad \tan\alpha = \frac{\sqrt{2gh}}{v_0}.

2. Thả hàng từ máy bay, vật rời mép bàn

Khi hàng rời máy bay đang bay ngang với tốc độ v0v_0, nó mang theo vận tốc ngang đó: hàng chuyển động như vật ném ngang với tốc độ v0v_0 từ độ cao của máy bay. Nếu máy bay giữ nguyên vận tốc, máy bay luôn ở ngay phía trên hàng (cùng xx), cho tới khi hàng chạm đất.

Tương tự, viên bi lăn khỏi mép bàn với tốc độ v0v_0 là ném ngang từ độ cao mặt bàn.

Tương tácMáy bay thả hàng
100200300400500100200300400500x (m)y (m)
Hàng và máy bay cùng x
Thả trước đích
Vận tốc chạm đất
Độ cao máy bay h m
Tốc độ máy bay m/s

Bấm Chạy: hàng rời máy bay và rơi theo parabol, nhưng máy bay (giữ nguyên vận tốc) luôn ở ngay phía trên hàng. Lá cờ là chỗ hàng rơi: phi công phải thả khi còn cách cờ đúng L = v·t.

3. Điều kiện về tốc độ đầu

Tầm xa L=v02h/gL = v_0\sqrt{2h/g} tăng theo v0v_0. Nếu cần vật rơi vào vùng cách chân điểm ném từ L1L_1 đến L2L_2 thì

L1≤v02hg≤L2 ⟺ L1t≤v0≤L2t,t=2hg.L_1 \le v_0\sqrt{\frac{2h}{g}} \le L_2 \ \Longleftrightarrow\ \frac{L_1}{t} \le v_0 \le \frac{L_2}{t}, \qquad t = \sqrt{\frac{2h}{g}} .

Với bài toán "vượt hào / vượt rào ở thấp hơn điểm ném": độ sâu của hào cho tt, bề rộng cho điều kiện v0≥v_0 \ge (rộng)/t/t.

Tương tácNém trúng vùng bãi
1020304050605101520x (m)y (m)
Tầm xa
Kết quả
Bóng rơi trước vùng, thiếu 4 m
Cần để rơi vào vùng
v₀ m/s
Độ cao tháp h m

Kéo v₀ để bóng rơi trong dải 20–40 m. Hai biên của v₀ là 20/t và 40/t; đổi độ cao tháp thì t và hai biên đổi theo.

02Tóm tắt

  • vx=v0v_x = v_0, vy=gtv_y = gt; v=v02+g2t2v = \sqrt{v_0^2 + g^2t^2}; tan⁡α=gt/v0\tan\alpha = gt/v_0 (góc với phương ngang).
  • Lúc chạm đất: v=v02+2ghv = \sqrt{v_0^2 + 2gh}.
  • Hàng thả từ máy bay: ném ngang với v0v_0 = tốc độ máy bay; máy bay luôn ở ngay trên hàng.
  • Điều kiện vùng rơi: L1/t≤v0≤L2/tL_1/t \le v_0 \le L_2/t với t=2h/gt = \sqrt{2h/g}.

03Mở rộng

Máy bay nghiêng, bay lên hay bay xuống. Nếu máy bay đang bay chếch lên với góc β\beta khi thả hàng, hàng chuyển động như vật ném xiên lên với α=β\alpha = \beta và v0v_0 bằng tốc độ máy bay: nó còn bay lên thêm một đoạn rồi mới rơi. Nếu máy bay đang bổ nhào thì hàng là ném xiên xuống. Cách giải ở bài 6.

Tiếp theoPhương pháp →