. Đại lượng nào sau đây không có giá trị âm?
A. động năng B. thế năng …
A. động năng B. thế năng C. cơ năng D. Công
Chúng ta hãy cùng phân tích từng lựa chọn nhé:
Step 1: Phân tích đại lượng động năng
Động năng là năng lượng mà vật có được do chuyển động của nó. Theo công thức, động năng của một vật được tính bằng:
\[ E_d = \frac{1}{2}mv^2 \]
Trong đó, \(m\) là khối lượng của vật (luôn dương) và \(v\) là vận tốc của vật. Bình phương của vận tốc (\(v^2\)) luôn luôn không âm (bằng 0 nếu vật đứng yên, hoặc dương nếu vật chuyển động). Do đó, động năng luôn luôn không âm. Nó có thể bằng 0 nếu vật đứng yên, hoặc lớn hơn 0 nếu vật chuyển động.
Step 2: Phân tích đại lượng thế năng
Thế năng là năng lượng mà vật có được do vị trí của nó trong một trường lực. Đối với thế năng trọng trường, công thức là:
\[ E_t = mgh \]
Trong đó, \(m\) là khối lượng, \(g\) là gia tốc trọng trường (luôn dương), và \(h\) là độ cao so với một mốc chọn làm gốc. Chúng ta có thể chọn mốc thế năng ở bất kỳ vị trí nào. Nếu ta chọn mốc thế năng ở một vị trí cao hơn vị trí của vật, thì \(h\) sẽ âm, dẫn đến thế năng có thể âm. Ví dụ, nếu chọn mặt đất làm mốc (\(h=0\)), một vật nằm dưới mặt đất (trong một cái hố chẳng hạn) sẽ có thế năng âm.
Step 3: Phân tích đại lượng cơ năng
Cơ năng là tổng động năng và thế năng của vật:
\[ E_c = E_d + E_t \]
Vì thế năng có thể âm, nên cơ năng cũng có thể âm. Ví dụ, một vật đang chuyển động chậm và ở dưới mốc thế năng có thể có cơ năng âm.
Step 4: Phân tích đại lượng công
Công của một lực được tính bằng công thức:
\[ A = F \cdot d \cdot \cos(\alpha) \]
Trong đó, \(F\) là độ lớn của lực, \(d\) là quãng đường vật di chuyển, và \(\alpha\) là góc giữa vectơ lực và vectơ dịch chuyển.
- Nếu \(\cos(\alpha) > 0\) (tức là \(0^\circ \le \alpha < 90^\circ\)), công là dương. Lực sinh công dương.
- Nếu \(\cos(\alpha) = 0\) (tức là \(\alpha = 90^\circ\)), công bằng 0. Lực sinh công bằng 0.
- Nếu \(\cos(\alpha) < 0\) (tức là \(90^\circ < \alpha \le 180^\circ\)), công là âm. Lực sinh công âm.
Do đó, công có thể âm.
Kết luận:
Dựa trên phân tích trên, đại lượng duy nhất luôn luôn không âm là động năng.
Vậy đáp án đúng của chúng ta là A. động năng.
Đáp án:
A. Động năng
Giải thích các bước giải:
Thế năng có độ lớn phụ thuộc vào cách chọn mốc thế năng và do đó nó có thể có giá trị âm. Vì cơ năng bằng tổng động năng và thế năng nên cơ năng cũng có thể có giá trị âm. Khi lực cản chuyển động của vật thì sẽ sinh công cản và đây là công âm. Chỉ có động năng là không thể có giá trị âm.
Đáp án:
A. Đông năng