Giải Câu hỏi 1 trang 18 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Thế năng trọng trường của một vật ở độ cao $h$ so với gốc thế năng được tính bằng công thức:

$$W_t = P \cdot h = m \cdot g \cdot h$$

trong đó $m$ là khối lượng của vật, $g$ là gia tốc rơi tự do, $h$ là độ cao so với gốc thế năng.

Gọi vật thứ nhất có khối lượng $m_1$, vật thứ hai có khối lượng $m_2$. Theo đề bài: $m_1 = 3 m_2$.

Hai vật ở cùng một độ cao $h$ so với cùng gốc thế năng, và cùng chịu gia tốc rơi tự do $g$ như nhau.

Thế năng của mỗi vật:
$$W_{t1} = m_1 \cdot g \cdot h \qquad ; \qquad W_{t2} = m_2 \cdot g \cdot h$$

Lập tỉ số thế năng của hai vật:
$$\frac{W_{t1}}{W_{t2}} = \frac{m_1 \cdot g \cdot h}{m_2 \cdot g \cdot h} = \frac{m_1}{m_2} = \frac{3 m_2}{m_2} = 3$$

Vậy $W_{t1} = 3 \, W_{t2}$.

Kết luận: Khi ở cùng một độ cao so với gốc thế năng, thế năng trọng trường tỉ lệ thuận với khối lượng của vật. Vì khối lượng vật thứ nhất gấp 3 lần vật thứ hai nên thế năng trọng trường của vật thứ nhất cũng gấp 3 lần thế năng trọng trường của vật thứ hai.

Đáp số