Giải Bài 4.4 trang 13 SBT Khoa học tự nhiên 9
Đề bài
Hình 4.1 mô tả lực sĩ A nhấc tạ từ mặt đất lên trên (trường hợp 1) và lực sĩ B giữ yên tạ ở trên cao trong thời gian 10 s (trường hợp 2).
Nhận định dưới đây là đúng hay sai?
a) Công cơ học được thực hiện trong trường hợp 1.
b) Công cơ học được thực hiện trong trường hợp 2.
c) Cả hai trường hợp đều không thực hiện công cơ học.
d) Trường hợp 2 thực hiện công lớn hơn trường hợp 1.
e) Trong trường hợp 2, lực sĩ tốn công sức để giữ yên tạ ở trên cao nhưng không thực hiện công cơ học.
Mô tả hình bằng lời
Hình 4.1 gồm hai hình minh họa: Trường hợp 1 — một lực sĩ (A) đang khom người nâng thanh tạ từ mặt đất lên (mũi tên chỉ hướng chuyển động lên của tạ). Trường hợp 2 — một lực sĩ (B) đứng thẳng, hai tay giơ cao giữ yên thanh tạ ở trên đầu (tạ đứng yên trong 10 s).
Lời giải
Nhớ lại điều kiện có công cơ học: Một lực chỉ sinh công cơ học khi có lực tác dụng lên vật và vật dịch chuyển theo phương của lực. Công được tính bằng $A = F \cdot s$, trong đó $s$ là quãng đường vật dịch chuyển theo phương của lực. Nếu vật đứng yên ($s = 0$) thì không có công cơ học, dù phải dùng lực.
Phân tích hai trường hợp:
- Trường hợp 1: Lực sĩ A tác dụng lực nâng tạ và tạ dịch chuyển lên trên (theo phương của lực) một đoạn $s > 0$ → có công cơ học: $A_1 = F \cdot s > 0$.
- Trường hợp 2: Lực sĩ B tác dụng lực giữ tạ nhưng tạ đứng yên, quãng đường dịch chuyển $s = 0$ → công cơ học $A_2 = F \cdot 0 = 0$, không có công cơ học (dù cơ bắp vẫn phải gắng sức).
Xét từng nhận định:
a) *Công cơ học được thực hiện trong trường hợp 1.* → Tạ dịch chuyển theo hướng lực nâng nên có công cơ học. Đúng.
b) *Công cơ học được thực hiện trong trường hợp 2.* → Tạ đứng yên, $s = 0$ nên $A_2 = 0$, không có công cơ học. Sai.
c) *Cả hai trường hợp đều không thực hiện công cơ học.* → Trường hợp 1 có thực hiện công cơ học. Sai.
d) *Trường hợp 2 thực hiện công lớn hơn trường hợp 1.* → Trường hợp 2 có công bằng 0, nhỏ hơn trường hợp 1. Sai.
e) *Trong trường hợp 2, lực sĩ tốn công sức để giữ yên tạ ở trên cao nhưng không thực hiện công cơ học.* → Đúng với điều kiện có công: tạ không dịch chuyển nên không có công cơ học, dù cơ thể vẫn tiêu hao năng lượng. Đúng.
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.
