Question

Đã trả lời bởi chuyên gia

Answer 1

Câu 1: Ví dụ minh họa kết quả của tác dụng lực
Tác dụng lực có thể gây ra ba kết quả chính:

Vật bị biến dạng:

Dùng tay bóp mạnh một quả bóng bay, quả bóng bị méo đi.
Dùng búa đập vào một thanh đồng, thanh đồng bị dẹt ra.
Dùng tay kéo một sợi dây cao su, sợi dây dài ra.
Chuyển động của vật bị thay đổi:

Cầu thủ đá vào quả bóng đang nằm yên, quả bóng bắt đầu chuyển động.
Lực cản của không khí làm chiếc dù đang rơi chuyển động chậm dần (thay đổi vận tốc).
Cầu thủ đánh đầu làm quả bóng đang bay bị đổi hướng.
Vật vừa bị biến dạng, vừa thay đổi chuyển động:

Quả bóng tennis bị vợt đánh (biến dạng) và bay đi với vận tốc lớn hơn (thay đổi chuyển động).
Xe ô tô đâm vào bức tường, đầu xe bị móp (biến dạng) và xe dừng lại (thay đổi chuyển động).
Thủ môn bắt quả bóng đang bay (biến dạng nhẹ) và làm quả bóng dừng lại (thay đổi chuyển động).

Câu 2: Lựa chọn dụng cụ đo sân chơi
Kích thước sân chơi: $12 \text{ m} \times 17 \text{ m}$.
Thước của bạn An: Thước xếp, $\text{GHD} = 1 \text{ m}$.
Thước của bạn B: Thước cuộn, $\text{GHD} = 20 \text{ m}$.
Lựa chọn: Em sẽ chọn dụng cụ của bạn B (thước cuộn có GHD $20 \text{ m}$).

Lý giải:

Độ chính xác: Kích thước sân ($12 \text{ m}$ và $17 \text{ m}$) nhỏ hơn giới hạn đo của thước cuộn ($20 \text{ m}$). Dùng thước cuộn $20 \text{ m}$ có thể đo được chiều dài $17 \text{ m}$ và chiều rộng $12 \text{ m}$ chỉ trong một lần đo duy nhất (hoặc rất ít lần đo).
Sự tiện lợi và giảm sai số: Dùng thước $1 \text{ m}$ của bạn An sẽ phải thực hiện phép đo $12$ lần (chiều rộng) và $17$ lần (chiều dài). Càng nhiều lần đo, sai số tích lũy (do việc đặt thước) càng lớn, dẫn đến kết quả kém chính xác hơn so với việc dùng thước cuộn dài $20 \text{ m}$.

Câu 3: Bài toán về độ biến dạng của lò xo
Ta có:

$m_1 = 50 \text{ g}$
Độ biến dạng $\Delta l_1 = 0,5 \text{ cm}$
Theo Định luật Hooke (trong giới hạn đàn hồi), độ biến dạng của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo (hay trọng lượng vật treo).

$\frac{m_2}{m_1} = \frac{\Delta l_2}{\Delta l_1}$
a) Tính số quả nặng để lò xo dài thêm $1,5 \text{ cm}$
Độ biến dạng mong muốn: $\Delta l_2 = 1,5 \text{ cm}$.
Khối lượng quả nặng $m_1 = 50 \text{ g}$.
Độ biến dạng $\Delta l_1 = 0,5 \text{ cm}$.
Khối lượng tổng cộng cần treo ($m_2$):

$m_2 = m_1 \times \frac{\Delta l_2}{\Delta l_1} = 50 \text{ g} \times \frac{1,5 \text{ cm}}{0,5 \text{ cm}} = 50 \text{ g} \times 3 = 150 \text{ g}$
Số quả nặng cần treo:

$\text{Số quả nặng} = \frac{m_2}{\text{Khối lượng 1 quả}} = \frac{150 \text{ g}}{50 \text{ g/quả}} = 3 \text{ quả}$
b) Tính chiều dài tự nhiên của lò xo ($l_0$)
Số quả nặng treo: $4 \text{ quả}$.
Khối lượng tổng cộng: $m_3 = 4 \times 50 \text{ g} = 200 \text{ g}$.
Chiều dài lò xo khi treo $4$ quả nặng ($l_3$): $12 \text{ cm}$.
Đầu tiên, tính độ biến dạng ($\Delta l_3$) khi treo $200 \text{ g}$:

$\Delta l_3 = \Delta l_1 \times \frac{m_3}{m_1} = 0,5 \text{ cm} \times \frac{200 \text{ g}}{50 \text{ g}} = 0,5 \text{ cm} \times 4 = 2 \text{ cm}$
Chiều dài tự nhiên ($l_0$) được tính bằng công thức: $l_3 = l_0 + \Delta l_3$.

$l_0 = l_3 - \Delta l_3 = 12 \text{ cm} - 2 \text{ cm} = 10 \text{ cm}$
Đáp số:

a) Cần treo 3 quả nặng.

b) Chiều dài tự nhiên của lò xo là $10 \text{ cm}$.

Câu 4: Hoàn thiện bảng số liệu về lò xo
Ta đã biết mối quan hệ tỉ lệ thuận giữa độ biến dạng ($\Delta l$) và khối lượng vật treo ($m$).

Chiều dài tự nhiên của lò xo ($l_0$): $50 \text{ cm}$.

Độ biến dạng $\Delta l = l - l_0$.

Bước 1: Tính tỉ lệ biến dạng/khối lượng ($k$)

Dựa vào cặp số liệu đã biết: $l = 60 \text{ cm}$ và $m = 54,5 \text{ g}$ (Giả sử bạn gõ nhầm vị trí, phải là $\Delta l = 10 \text{ cm}$ ứng với $m$ nào đó, tôi sẽ làm rõ bằng cách tính độ biến dạng $\Delta l$ và tìm $k$ ở cặp số liệu hợp lý):

l(cm)
Δl=l−50(cm)
m(g)
20
$-30$
51,5
30
$-20$
?
40
$-10$
54,5
50
0
?
60
10
?
70
20
?
Lưu ý: Trong Vật Lý, độ biến dạng phải tăng khi khối lượng tăng. Chiều dài lò xo $l$ không thể nhỏ hơn chiều dài tự nhiên $l_0 = 50 \text{ cm}$ khi bị kéo dãn (treo vật nặng). Các giá trị $l = 20, 30, 40 \text{ cm}$ chỉ đúng khi lò xo bị nén hoặc đề bài bị lỗi về thứ tự/vị trí số liệu.

Giả sử ĐỀ BÀI ĐÚNG NHƯ SAU:

$l = 51,5 \text{ cm} \rightarrow \Delta l = 1,5 \text{ cm}$ thì $m = 20 \text{ g}$.
$l = 54,5 \text{ cm} \rightarrow \Delta l = 4,5 \text{ cm}$ thì $m = 30 \text{ g}$.
Nếu phải điền vào bảng theo thứ tự đề bài cung cấp (giả định đây là lò xo kéo dãn):

Ta phải dùng một cặp số liệu đúng để tính ra hệ số tỉ lệ $k$ ($\text{g/cm}$).

Giả sử $l = 70 \text{ cm}$ ứng với $m = 54,5 \text{ g}$ (vì nó là số lớn hơn).

Nếu $l = 70 \text{ cm} \rightarrow \Delta l = 70 - 50 = 20 \text{ cm}$.
Khối lượng $m = 54,5 \text{ g}$.
Hệ số tỉ lệ: $k = \frac{m}{\Delta l} = \frac{54,5 \text{ g}}{20 \text{ cm}} = 2,725 \text{ g/cm}$.
Tuy nhiên, nếu giả sử cặp số liệu $\Delta l=1,5$ và $m=50$g là đúng (theo Câu 3), ta có $k = 50/0.5 = 100$ g/cm.

Do số liệu trong bảng quá mâu thuẫn và không phù hợp với thực tế ($l < 50 \text{ cm}$), tôi xin phép làm theo giả định hợp lý nhất cho bài tập vật lý: $l$ phải tăng dần khi $m$ tăng dần, và chỉ sử dụng các giá trị $l \ge 50 \text{ cm}$.

Sửa lại đề theo logic Vật Lý (Giả sử cặp $l=54,5 \text{ cm}$ và $m=40 \text{ g}$ là đúng):

l(cm)
Δl=l−50(cm)
m(g)
51,5
$1,5$
$m_1 = 15$
53,0
$3,0$
$m_2 = 30$
54,5
$4,5$
$m_3 = 45$
56,0
$6,0$
$m_4 = 60$
57,5
$7,5$
$m_5 = 75$
59,0
$9,0$
$m_6 = 90$
Vì đề bài đưa ra $l < 50 \text{ cm}$ (không hợp lý cho lò xo bị kéo dãn) và các con số ngẫu nhiên, tôi sẽ bỏ qua các số $20, 30, 40$ và giải các ô có dấu "?" trong bảng theo quy tắc tỉ lệ thuận, sử dụng cặp hợp lý nhất (Giả sử $l = 60 \text{ cm}$ ứng với $m = 54,5 \text{ g}$):

$l = 60 \text{ cm} \rightarrow \Delta l = 10 \text{ cm}$, $m = 54,5 \text{ g}$ (Cặp số liệu tham chiếu)
Hệ số $k = \frac{m}{\Delta l} = \frac{54,5}{10} = 5,45 \text{ g/cm}$.
l(cm)
Δl(cm)
m(g)
Tính toán
20
$-30$
$51,5$
(Giữ nguyên)
30
$-20$
109
$m = 5,45 \times (-20) \rightarrow$ Vô lý
40
$-10$
$54,5$
(Giữ nguyên)
50
0
0
$m = 5,45 \times 0$
60
10
$54,5$
(Giữ nguyên)
70
20
109
$m = 5,45 \times 20$
Do tính logic của bảng số liệu ban đầu là không thể xác định, tôi chỉ điền các ô "?" theo giả định $l_0=50 \text{ cm}$ và dùng cặp ($l=60 \text{ cm}, m=54,5 \text{ g}$) để tính $k$.

l(cm)
20
30
40
50
60
70
$m (\text{g})$
51,5
?
54,5
?
?
?
(Thực tế $l=60$ ứng với $m=54,5 \text{ g}$ là hợp lý hơn $l=40$ ứng với $m=54,5 \text{ g}$)

Nếu $l = 60 \text{ cm}$ ứng với $m = 54,5 \text{ g}$:

$l = 50 \text{ cm} \rightarrow m = \mathbf{0 \text{ g}}$.
$l = 70 \text{ cm} \rightarrow m = 54,5 \times 2 = \mathbf{109 \text{ g}}$.
(Nếu $l = 40 \text{ cm}$ ứng với $m = 54,5 \text{ g}$):

$\Delta l = 10 \text{ cm}$ (nén) $\rightarrow m = 54,5 \text{ g}$.
$l = 50 \text{ cm} \rightarrow m = \mathbf{0 \text{ g}}$.

Câu 5: Đặc trưng của lực và Biểu diễn lực
Nêu các đặc trưng của lực vẽ (Không có hình vẽ)
Vì bạn không cung cấp hình vẽ, tôi sẽ nêu các đặc trưng cơ bản mà một lực cần phải có khi được biểu diễn:

Điểm đặt (Gốc của vector): Là điểm mà lực tác dụng lên vật.
Phương: Là đường thẳng chứa mũi tên (ngang, dọc, nghiêng).
Chiều: Là hướng của mũi tên trên phương đó (phải, trái, lên, xuống,...).
Cường độ (Độ lớn): Được biểu diễn bằng chiều dài của mũi tên (dựa trên tỉ xích).
Bài 1: Biểu diễn các lực sau (Trình bày cách vẽ)
Ta sử dụng quy tắc: Chiều dài đoạn thẳng = Cường độ lực / Tỉ xích

a) Lực bàn tay nâng quả cam, cường độ $2 \text{ N}$. Tỉ xích $1 \text{ cm}$ ứng với $1 \text{ N}$.

Điểm đặt: Tại điểm tiếp xúc của bàn tay với quả cam (hoặc tại trọng tâm quả cam nếu giả sử lực nâng cân bằng trọng lực).
Phương: Thẳng đứng.
Chiều: Hướng lên trên.
Chiều dài vector: $L = \frac{2 \text{ N}}{1 \text{ N/cm}} = 2 \text{ cm}$.

Cách vẽ: Vẽ mũi tên thẳng đứng, hướng lên, dài $2 \text{ cm}$.
b) Lực vận động viên tác dụng lên dây cung, cường độ $150 \text{ N}$, phương ngang, chiều từ phải qua trái. Tỉ xích $1 \text{ cm}$ ứng với $50 \text{ N}$.

Điểm đặt: Tại vị trí ngón tay kéo dây cung.
Phương: Nằm ngang.
Chiều: Từ phải qua trái.
Chiều dài vector: $L = \frac{150 \text{ N}}{50 \text{ N/cm}} = 3 \text{ cm}$.

Cách vẽ: Vẽ mũi tên nằm ngang, hướng sang trái, dài $3 \text{ cm}$.
c) Lực kéo bao gạo, cường độ $200 \text{ N}$, theo phương lệch với phương ngang một góc $30^\circ$, chiều từ dưới lên trên, từ trái qua phải.

Điểm đặt: Tại điểm tay nắm vào bao gạo.
Phương: Lệch $30^\circ$ so với phương ngang.
Chiều: Hướng lên trên và sang phải.
Tỉ xích: (Không cho tỉ xích, giả sử dùng tỉ xích $1 \text{ cm}$ ứng với $50 \text{ N}$ như câu b).

Chiều dài vector: $L = \frac{200 \text{ N}}{50 \text{ N/cm}} = 4 \text{ cm}$.
Cách vẽ: Vẽ mũi tên dài $4 \text{ cm}$ xuất phát từ điểm đặt, tạo với phương ngang góc $30^\circ$, hướng lên trên và sang phải.

Bài 4: Độ biến dạng của lò xo
Ta có:

Chiều dài tự nhiên ($l_0$): $25 \text{ cm}$.
Trường hợp 1: Treo quả cân $100 \text{ g}$

$m_1 = 100 \text{ g}$.
Chiều dài lò xo ($l_1$): $27,5 \text{ cm}$.
Độ biến dạng $\Delta l_1 = l_1 - l_0 = 27,5 \text{ cm} - 25 \text{ cm} = 2,5 \text{ cm}$.
Trường hợp 2: Treo quả cân $200 \text{ g}$

$m_2 = 200 \text{ g}$.
a) Tính độ biến dạng ($\Delta l_2$):

Vì độ biến dạng tỉ lệ thuận với khối lượng:

$\frac{\Delta l_2}{\Delta l_1} = \frac{m_2}{m_1}$
$\Delta l_2 = \Delta l_1 \times \frac{m_2}{m_1} = 2,5 \text{ cm} \times \frac{200 \text{ g}}{100 \text{ g}} = 2,5 \text{ cm} \times 2 = 5 \text{ cm}$
b) Tính chiều dài lò xo ($l_2$):

$l_2 = l_0 + \Delta l_2$
$l_2 = 25 \text{ cm} + 5 \text{ cm} = 30 \text{ cm}$
Đáp số:

Độ biến dạng của lò xo khi treo $200 \text{ g}$ là $5 \text{ cm}$.
Chiều dài lò xo đo được là $30 \text{ cm}$.

...Xem thêm

Answer 2