Giải Câu hỏi trang 20 SGK Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Vì bỏ qua lực cản của không khí nên trong suốt quá trình chuyển động, cơ năng của vật được bảo toàn: $W = W_đ + W_t = \text{hằng số}$. Hai vật được ném từ *cùng một độ cao* và với *cùng tốc độ ban đầu*, nên lúc đầu chúng có cùng thế năng và cùng động năng, tức là cơ năng ban đầu của hai vật bằng nhau.

a) Ném theo phương ngang – quỹ đạo (1):

Vật được ném ngang nên ngay từ đầu độ cao của vật *chỉ giảm dần* (vật đi xuống thấp dần cho tới khi chạm đất).

- Độ cao giảm → thế năng giảm dần.
- Vì cơ năng được bảo toàn nên phần thế năng mất đi chuyển hóa hết thành động năng → động năng tăng dần, tốc độ của vật tăng dần.

Như vậy trên quỹ đạo (1): *thế năng liên tục chuyển hóa thành động năng* cho đến khi vật chạm đất.

b) Ném chếch lên trên – quỹ đạo (2):

Vật đi lên cao rồi mới rơi xuống, nên quá trình chuyển hóa năng lượng gồm hai giai đoạn:

- *Giai đoạn đi lên* (từ lúc ném đến điểm cao nhất): độ cao tăng → thế năng tăng dần, đồng thời động năng giảm dần (tốc độ giảm). Tức là *động năng chuyển hóa thành thế năng*. Tại điểm cao nhất, thế năng lớn nhất còn động năng nhỏ nhất (động năng không bằng 0 vì vật vẫn còn thành phần chuyển động theo phương ngang).
- *Giai đoạn đi xuống* (từ điểm cao nhất tới khi chạm đất): độ cao giảm → thế năng giảm dần, động năng tăng dần, tốc độ tăng. Tức là *thế năng chuyển hóa thành động năng*.

Nhận xét chung: Trong cả hai trường hợp, do bỏ qua lực cản nên cơ năng được bảo toàn và bằng nhau. Hai vật rơi chạm cùng một mặt đất (cùng một mức thế năng cuối), nên khi chạm đất hai vật có cùng động năng, do đó có cùng tốc độ (chỉ khác nhau về hướng vận tốc).

Đáp số