Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 23

⚠️ Lưu ý: Hai trang ảnh gửi kèm là trang 21 và 22 của Bài 4: Công và công suất. Dưới đây là lời giải đầy đủ tất cả câu hỏi xuất hiện trong hai trang này.

---

Câu 1 (Câu hỏi mở đầu – trang 21)

Đề bài: Trong đời sống, ta thường nói cần "tốn công" khi thực hiện các công việc như cấy lúa, xây nhà, ngồi đợi xe,... Công trong mỗi trường hợp đó được xác định như thế nào?

Cách giải

Trong vật lí, "công" (gọi đầy đủ là công cơ học) là số đo phần năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác khi có lực tác dụng làm vật dịch chuyển.

Công chỉ được thực hiện khi có đủ hai điều kiện:

• Có lực tác dụng lên vật.
• Vật dịch chuyển theo hướng của lực (quãng đường dịch chuyển khác 0).

Khi đó, công được tính bằng công thức:

A = F × s Trong đó: - F là lực tác dụng lên vật (đơn vị niutơn, N) - s là quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực (đơn vị mét, m) - A là công (đơn vị jun, J)

Xét lại các ví dụ trong đề:

• Cấy lúa, xây nhà: người tác dụng lực và làm vật dịch chuyển → có thực hiện công.
• Ngồi đợi xe: tuy thấy mệt nhưng không có lực làm vật dịch chuyển → không thực hiện công cơ học.

Như vậy, từ "tốn công" trong đời sống không hoàn toàn giống với "công" trong vật lí. Công cơ học chỉ tính khi vật thực sự dịch chuyển theo hướng lực.

💡 Mẹo nhớ: Có lực, có dời chỗ thì mới có công. Đứng yên, không nhúc nhích thì công bằng 0.

---

Câu 2 (Hoạt động – trang 22)

Đề bài: Hãy mô tả quá trình thực hiện công trong các ví dụ ở Hình 4.2 thông qua việc xác định lực tác dụng lên vật và quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực.

(Hình 4.2 gồm: a) Đưa vật nặng lên cao; b) Vận động viên ném lao; c) Học sinh đang ngồi học; d) Vận động viên đứng yên giữ tạ)

Cách giải

Ta lần lượt xét hai điều kiện ở mỗi hình: có lực tác dụng không và vật có dịch chuyển theo hướng lực không.

a) Đưa vật nặng lên cao

• Lực tác dụng: lực kéo của dây (do người kéo qua ròng rọc), hướng thẳng lên trên.
• Quãng đường dịch chuyển: vật được nâng lên một độ cao theo đúng hướng của lực kéo.
• → Có thực hiện công cơ học (vì có lực và vật dịch chuyển theo hướng lực).

b) Vận động viên ném lao

• Lực tác dụng: lực của tay vận động viên đẩy cây lao về phía trước.
• Quãng đường dịch chuyển: cây lao bay đi theo đúng hướng của lực đẩy.
• → Có thực hiện công cơ học.

c) Học sinh đang ngồi học

• Bạn học sinh chủ yếu hoạt động trí óc, tay chỉ giữ bút mà không tạo ra sự dịch chuyển đáng kể của vật theo hướng lực.
• Không có vật nào dịch chuyển theo hướng của một lực kéo hay đẩy.
• → Không thực hiện công cơ học.

d) Vận động viên đứng yên giữ tạ

• Lực tác dụng: có lực nâng (hướng lên) để giữ tạ khỏi rơi.
• Quãng đường dịch chuyển: tạ đứng yên, không dịch chuyển nên s = 0.
• → Không thực hiện công cơ học (mặc dù vận động viên rất mỏi, nhưng vì tạ không dời chỗ nên A = F × 0 = 0).

Tóm lại: - Có thực hiện công: hình a và b. - Không thực hiện công cơ học: hình c và d.

💡 Mẹo nhớ: Giữ tạ đứng yên tuy mệt nhưng công bằng 0, vì tạ chẳng dịch đi đâu.

---

Câu 3 (Câu hỏi cuối trang 22)

Đề bài: Một xe nâng tác dụng một lực hướng lên thẳng đứng, có độ lớn 700 N để nâng thùng hàng từ mặt đất lên độ cao 2 m. Tính công của lực nâng.

Tóm tắt:

• Lực nâng: F = 700 N (hướng thẳng đứng lên trên)
• Quãng đường dịch chuyển: s = 2 m
• Tính công A = ?

Cách 1 — Dùng trực tiếp công thức A = F × s

Vì lực nâng hướng thẳng đứng lên trên, mà thùng hàng cũng dịch chuyển thẳng đứng lên trên, nên vật dịch chuyển đúng theo hướng của lực.

Áp dụng công thức tính công:

A = F × s

A = 700 × 2

A = 1 400 (J)

Đáp số: Công của lực nâng A = 1 400 J = 1,4 kJ

Cách 2 — Dùng công thức tổng quát A = F × s × cosα

Khi vật dịch chuyển hợp với hướng lực một góc α thì:

A = F × s × cosα

Ở đây lực nâng và hướng dịch chuyển cùng phương, cùng chiều (đều hướng lên), nên góc giữa chúng là α = 0°, do đó cos0° = 1.

A = F × s × cos0° = 700 × 2 × 1 = 1 400 (J)

Kết quả trùng với cách 1.

Đáp số: A = 1 400 J = 1,4 kJ

💡 Mẹo nhớ: Khi lực và đường đi cùng chiều thì cosα = 1, công thức gọn lại còn A = F × s.

---

🎯 Ghi nhớ: - Công cơ học: A = F × s (lực cùng hướng dịch chuyển) hoặc A = F × s × cosα (lực lệch hướng dịch chuyển một góc α). - Đơn vị công là jun (J): 1 J = 1 N.m; 1 kJ = 10^3 J; 1 MJ = 10^6 J. - Công chỉ sinh ra khi có lực và vật dịch chuyển theo hướng lực. Nếu vật đứng yên (s = 0) hoặc dịch chuyển vuông góc với lực (α = 90°) thì công bằng 0.