Chuyển động ném ngang là gì?
Chuyển động ném ngang mô tả một vật được ném theo phương ngang từ một độ cao nào đó, sau đó rơi tự do dưới tác dụng của trọng lực. Chuyển động này được tách thành hai thành phần độc lập rõ ràng: chuyển động ngang đều và chuyển động rơi thẳng đứng có gia tốc. Vì lúc ném không có thành phần vận tốc theo phương thẳng đứng, nên thời gian vật bay trong không khí chỉ phụ thuộc vào độ cao thả và gia tốc trọng trường — chứ không phụ thuộc vào việc ném mạnh hay nhẹ.
Cách dùng máy tính này
Bạn nhập độ cao ném (quãng đường rơi theo phương thẳng đứng), vận tốc ngang ban đầu và gia tốc trọng trường (9,81 m/s² trên Trái Đất, nhưng bạn có thể đổi giá trị này cho Mặt Trăng hoặc các hành tinh khác). Máy tính sẽ cho ra thời gian bay, tầm xa theo phương ngang, vận tốc thẳng đứng khi chạm đất và vận tốc chạm đất tổng hợp.
Giải thích công thức
Vì chuyển động theo phương thẳng đứng bắt đầu từ trạng thái nghỉ, nên thời gian rơi là $$t = \sqrt{\dfrac{2\,\text{Height}}{\text{g}}}$$ Quãng đường đi được theo phương ngang là $$R = \text{Velocity} \cdot t$$ bởi vận tốc ngang không đổi (khi bỏ qua sức cản không khí). Vận tốc thẳng đứng lúc chạm đất là \(v_y = \text{g} \cdot t\), còn vận tốc toàn phần khi tiếp đất là tổng hợp của cả hai phương: $$v_f = \sqrt{\text{Velocity}^{2} + \left(\text{g} \cdot t\right)^{2}}$$
Ví dụ minh họa
Một quả bóng được ném ngang với vận tốc 10 m/s từ một vách đá cao 20 m (g = 9,81 m/s²). Thời gian bay: $$t = \sqrt{2 \times 20 / 9{,}81} = \sqrt{4{,}077} \approx 2{,}019 \text{ s}$$ Tầm xa: $$R = 10 \times 2{,}019 \approx 20{,}19 \text{ m}$$ Vận tốc thẳng đứng lúc chạm đất: $$v_y = 9{,}81 \times 2{,}019 \approx 19{,}81 \text{ m/s}$$ Vận tốc chạm đất tổng hợp: $$\sqrt{10^{2} + 19{,}81^{2}} \approx 22{,}19 \text{ m/s}$$
Câu hỏi thường gặp
Vận tốc ngang có ảnh hưởng đến thời gian rơi không? Không. Trong chuyển động ném ngang lý tưởng, thời gian chạm đất chỉ phụ thuộc vào độ cao và gia tốc trọng trường; ném mạnh hơn chỉ khiến vật bay xa hơn theo phương ngang mà thôi.
Có tính đến sức cản không khí không? Không. Máy tính này giả định môi trường chân không (không có lực cản), đây là phép gần đúng tốt cho các vật đặc, chuyển động chậm và đi quãng đường ngắn.
Tôi có dùng được cho các hành tinh khác không? Có — bạn chỉ cần đổi giá trị gia tốc trọng trường (ví dụ 1,62 cho Mặt Trăng, 3,71 cho Sao Hỏa).
