Giải SGK KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Công và công suất

Mở đầu (trang 14) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Cần cẩu được dùng để nâng các kiện hàng từ dưới thấp lên cao hoặc bốc dỡ các kiện hàng từ trên cao xuống vị trí thấp hơn. Làm thế nào để biết cần cẩu nào hoàn thành công việc nhanh hơn?

Trả lời:

- Trong cùng một khoảng thời gian, cần cẩu nào nâng các kiện hàng và bốc dỡ nhiều hơn thì cần cẩu đó hoàn thành công việc nhanh hơn.

1. Công

Câu hỏi 1 (trang 14) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Trong đời sống hằng ngày, người ta thường nói người nông dân gặt lúa, nhân viên thu ngân làm việc tại quầy, học sinh ngồi làm bài tập, … đều đang “tốn công sức”. Đó có phải là công cơ học không? Vì sao?

Trả lời:

- Trong đời sống hằng ngày, người ta thường nói người nông dân gặt lúa, nhân viên thu ngân làm việc tại quầy, học sinh ngồi làm bài tập, … đều đang “tốn công sức”. Đó không phải là công cơ học vì các công đó không làm vật dịch chuyển được một quãng đường.

Câu hỏi 2 (trang 15) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Nếu lực tác dụng lên vật có phương vuông góc với hướng dịch chuyển của vật thì công thực hiện bởi lực đó bằng bao nhiêu?

Trả lời:

- Nếu lực tác dụng lên vật có phương vuông góc với hướng dịch chuyển của vật thì công thực hiện bởi lực đó bằng 0.

Luyện tập (trang 15) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Một xe nâng tác dụng một lực hướng lên, có độ lớn 2 000 N để nâng kiện hàng từ mặt đất lên độ cao 1,4 m. Tính công của lực nâng.

Lời giải:

Công của lực nâng này là: A = F.s = 2 000.1,4 = 4 800 (J)

2. Công suất

Câu hỏi 3 (trang 15) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Trong tình huống đã nêu, nếu xét trong một phút thì máy cày nào thực hiện được nhiều công hơn?

Trả lời:

- Trong 1 phút:

+ Số mẫu đất mà máy cày A cày được: $\frac{2}{30}=0,066(6)$ (mẫu)

+ Số mẫu đất mà máy cày B cày được: $\frac{1}{10}=0,01$ (mẫu)

=> Từ đó suy ra máy cày B thực hiện được nhiều công hơn trong 1 phút.

Luyện tập (trang 16) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Cần cẩu A nâng được kiện hàng 2 tấn lên cao 5 m trong 1 phút. Cần cẩu B nâng được kiện hàng 1,5 tấn lên cao 8 m trong 40 s. Xem lực nâng bằng với trọng lượng của kiện hàng. So sánh công suất của hai cần cẩu.

Lời giải:

Cần cẩu A thực hiện 1 công:

A_a = F_a.s_a = 2000.10.5 = 10⁵(J)

Công suất của cần cẩu A là:

P_a = $\frac{A_{a}}{t_{a}}=\frac{10^{5}}{60}$ = 1,67.10³ (W)

Cần cẩu B thực hiện 1 công:

A_b = F_b.s_b = 1500.10.8 = 12.10⁴(J)

Công suất của cần cẩu B là:

P_b = $\frac{A_{b}}{t_{b}}=\frac{12.10^{4}}{40}$ = 3 000 (W)

Vậy, cần cẩu A có công suất nhỏ hơn cần cẩu B.

Vận dụng (trang 16) KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 3: Trong mỗi nhịp đập, tim người thực hiện một công xấp xỉ 1 J.

a. Tính công suất của tim, biết trung bình cứ một phút tim đập 72 lần.

b. Áp hai ngón tay vào vị trí động mạch trên cổ tay của em và đếm số lần tim đập trong một phút, từ đó tính công suất của tim.

Lời giải:

a. Công suất của tim là: $P=\frac{A}{t}=\frac{72.1}{60}=1,2(W)$

b. Giả sử tim của em đập 83 lần trong một phút.

Công suất của tim em là: $P=\frac{A}{t}=\frac{83.1}{60}=1,383(W)$