Rơi tự do và chuyển động ném ngang

Rơi tự do và ném ngang — mở rộng chuyển động thẳng sang hai chiều bằng cách tách thành hai chuyển động thành phần độc lập.

Gói Miễn phí≈ 40 phútLớp 10 · Động học

Mục tiêu bài học

Mô tả chuyển động rơi tự do
Viết phương trình rơi tự do và tính thời gian/vận tốc chạm đất
Phân tích chuyển động ném ngang thành hai thành phần độc lập

Hiện tượng mở đầu

Một máy bay đang bay ngang thả một kiện hàng cứu trợ. Kiện hàng không rơi thẳng xuống điểm thả mà bay theo một đường cong về phía trước. Điều gì quyết định đường đi đó?

Lý thuyết cốt lõi

Rơi tự do là chuyển động thẳng đứng chỉ chịu tác dụng của trọng lực (bỏ qua sức cản không khí), vật bắt đầu từ trạng thái nghỉ, gia tốc không đổi g (≈9,8 m/s², thường làm tròn 10 m/s² khi tính toán). Chuyển động ném ngang là sự TỔNG HỢP của hai chuyển động thành phần hoàn toàn ĐỘC LẬP với nhau: theo phương ngang Ox, vật chuyển động thẳng đều với đúng vận tốc ném ban đầu v₀ (vì không có lực nào tác dụng theo phương này); theo phương thẳng đứng Oy, vật rơi tự do từ trạng thái nghỉ. Quỹ đạo tổng hợp của hai chuyển động này là một nhánh parabol.

Công thức cần nhớ

Vận tốc rơi tự do

v = g t

Vận tốc rơi tự do tăng tuyến tính theo thời gian

$g$: — gia tốc rơi tự do (m/s²)
$t$: — thời gian rơi (s)

Điều kiện: Vật bắt đầu rơi từ trạng thái nghỉ, bỏ qua sức cản không khí.

Quãng đường rơi tự do

h = \frac{1}{2} g t^{2}

Quãng đường rơi tự do theo thời gian

Hệ thức độc lập thời gian (rơi tự do)

v^{2} = 2 g h

Liên hệ vận tốc và quãng đường rơi, không cần biết t

Ném ngang — phương ngang

x = v_{0} t

Theo Ox: chuyển động thẳng đều với vận tốc ném ban đầu

$v_{0}$: — vận tốc ném ban đầu (phương ngang) (m/s)

Điều kiện: Không có lực nào tác dụng theo phương ngang.

Ném ngang — phương thẳng đứng

y = \frac{1}{2} g t^{2}

Theo Oy: rơi tự do từ trạng thái nghỉ

Điều kiện: Độc lập hoàn toàn với chuyển động theo Ox.

Thời gian chạm đất (ném ngang)

t = \frac{2 h}{g}

Thời gian chạm đất chỉ phụ thuộc độ cao ném, KHÔNG phụ thuộc v₀

$h$: — độ cao ném (m)

Tầm xa (ném ngang)

L = v_{0} \frac{2 h}{g}

Khoảng cách theo phương ngang tính từ điểm ném tới điểm chạm đất

$L$: — tầm xa (m)

Sai lầm thường gặp

⚠ Nghĩ chuyển động ném ngang có gia tốc theo phương ngang.
Vì sao sai: Theo Ox không có lực nào tác dụng nên chuyển động thẳng đều — chỉ Oy có gia tốc g.
Sửa đúng: Tách riêng hai phương: Ox thẳng đều (x=v₀t), Oy rơi tự do (y=½gt²).
⚠ Dùng chung một phương trình cho cả hai trục Ox và Oy.
Vì sao sai: Hai trục có bản chất chuyển động khác nhau (đều vs rơi tự do), không thể gộp chung.
Sửa đúng: Luôn viết riêng phương trình cho Ox và Oy rồi mới kết hợp khi cần.
⚠ Nghĩ thời gian chạm đất phụ thuộc vận tốc ném v₀.
Vì sao sai: Thời gian chạm đất chỉ do chuyển động theo Oy (rơi tự do) quyết định — độc lập với v₀.
Sửa đúng: Dùng t = √(2h/g), không đưa v₀ vào công thức tính t.

Ứng dụng thực tế

Thả hàng cứu trợ từ máy bay
Kiện hàng cứu trợ thả từ máy bay đang bay ngang mô tả gần đúng chuyển động ném ngang.
Máy bay bay ngang với vận tốc v₀, kiện hàng rơi theo quỹ đạo parabol xuống mặt đất.
Thể thao (bóng rổ, cầu lông)
Giai đoạn gần đỉnh quỹ đạo của một cú ném ngang trong thể thao xấp xỉ chuyển động ném ngang.

Lộ trình kiến thức

Cần học trước

Học tiếp theo

Đây là phần cuối của nhánh này.

🔖 Muốn lưu tiến độ học?

Đăng nhập để lưu tiến độ

Đã hiểu lý thuyết? Thử sức với bài tập thật.

Giải bài cùng AI →