Giải Câu hỏi trang 17 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Công thức động năng (SGK lớp 9): Động năng của một vật khối lượng $m$ chuyển động với tốc độ $v$ là

$$W_{đ}=\dfrac{1}{2}mv^{2}$$

trong đó $m$ tính bằng kilôgam (kg), $v$ tính bằng mét trên giây (m/s), động năng $W_{đ}$ tính bằng jun (J).

1. Gọi động năng lúc đầu (tốc độ $v$) là

$$W_{đ}=\dfrac{1}{2}mv^{2}.$$

Khi tốc độ tăng gấp đôi, tốc độ mới là $v'=2v$. Động năng mới là

$$W'_{đ}=\dfrac{1}{2}m(v')^{2}=\dfrac{1}{2}m(2v)^{2}=\dfrac{1}{2}m\cdot 4v^{2}=4\cdot\dfrac{1}{2}mv^{2}=4W_{đ}.$$

Vì động năng tỉ lệ với bình phương tốc độ nên khi tốc độ tăng gấp đôi thì động năng tăng gấp 4 lần.

2. Động năng của quả bóng:

$$W_{đ}=\dfrac{1}{2}mv^{2}=\dfrac{1}{2}\cdot 0{,}45\cdot 10^{2}=\dfrac{1}{2}\cdot 0{,}45\cdot 100=22{,}5\ \text{(J)}.$$

Vậy động năng của quả bóng là $22{,}5$ J.

3. *Trả lời câu hỏi mở bài (búa máy đóng cọc):*

Khi búa máy được nâng lên cao, do ở vị trí cao so với mặt đất nên búa có thế năng trọng trường. Khi được thả ra, búa rơi xuống: độ cao giảm dần nên thế năng giảm, còn tốc độ tăng dần nên động năng tăng — thế năng đã chuyển hóa dần thành động năng. Khi chạm vào đầu cọc, búa có động năng lớn nên sinh công, tác dụng lực đẩy cọc lún sâu xuống đất.

Như vậy, năng lượng giúp búa máy đóng được cọc chính là cơ năng của búa (gồm thế năng khi ở trên cao và động năng khi rơi xuống), trong đó động năng lúc va chạm là phần trực tiếp thực hiện công đóng cọc.

Đáp số