Chào các em học sinh thân mến! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một câu hỏi rất thú vị liên quan đến khái niệm công và động năng trong chương trình Vật lý lớp 10. Cô sẽ hướng dẫn các em từng bước một để hiểu rõ bản chất của vấn đề này nhé.

Câu hỏi của chúng ta là: Khi lực tác dụng vào vật sinh công âm thì động năng…

Và các đáp án là:
A. giảm
B. tăng
C. không đổi
D. bằng không

Chúng ta hãy bắt đầu phân tích nào!

Bước 1: Nhớ lại định lý về biến thiên động năng.

Trong chương trình Vật lý lớp 10 (bộ sách Kết nối tri thức với cuộc sống, hoặc Chân trời sáng tạo, hoặc Cánh diều), chúng ta đã được học về định lý quan trọng này. Định lý này phát biểu rằng: “Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của các lực tác dụng lên vật.”

Công thức toán học của định lý này là:
\[ \Delta E_d = A_{tổng} \]
trong đó:
* \( \Delta E_d \) là độ biến thiên động năng của vật, được tính bằng hiệu động năng cuối và động năng đầu: \( \Delta E_d = E_{d_2} – E_{d_1} \).
* \( A_{tổng} \) là tổng công của tất cả các lực tác dụng lên vật.

Bước 2: Phân tích ý nghĩa của “công âm”.

Đề bài cho biết “lực tác dụng vào vật sinh công âm”. Chúng ta cần hiểu “công âm” có ý nghĩa gì.

Công của một lực \( \vec{F} \) tác dụng lên một vật dịch chuyển một quãng đường \( \vec{d} \) được tính bằng công thức: \( A = Fd\cos\alpha \), trong đó \( \alpha \) là góc hợp bởi lực \( \vec{F} \) và vectơ dịch chuyển \( \vec{d} \).

Khi \( \cos\alpha < 0 \), tức là góc \( \alpha \) nằm trong khoảng từ 90 độ đến 180 độ (\( 90^\circ < \alpha \le 180^\circ \)), thì công \( A \) sẽ âm. Điều này có nghĩa là lực đó có xu hướng cản trở chuyển động của vật, làm cho vật chuyển động chậm lại. Trong trường hợp đề bài chỉ đề cập đến "lực tác dụng vào vật sinh công âm", chúng ta có thể hiểu rằng đây là công của một lực cụ thể nào đó hoặc là tổng công của các lực tác dụng lên vật mà kết quả là một giá trị âm. Tuy nhiên, dựa trên ngữ cảnh của câu hỏi và các đáp án, chúng ta nên hiểu rằng \( A_{tổng} < 0 \). Bước 3: Áp dụng định lý về biến thiên động năng vào trường hợp công âm.

Nếu tổng công của các lực tác dụng lên vật là âm, tức là \( A_{tổng} < 0 \). Theo định lý biến thiên động năng: \( \Delta E_d = A_{tổng} \) Vì \( A_{tổng} < 0 \), nên ta có: \( \Delta E_d < 0 \) Mà \( \Delta E_d = E_{d_2} - E_{d_1} \). Vậy, \( E_{d_2} - E_{d_1} < 0 \). Điều này suy ra: \( E_{d_2} < E_{d_1} \) Động năng cuối (\( E_{d_2} \)) nhỏ hơn động năng đầu (\( E_{d_1} \)). Nói cách khác, động năng của vật đã giảm đi. Bước 4: Chọn đáp án đúng.

Dựa trên kết quả phân tích ở Bước 3, khi lực tác dụng vào vật sinh công âm (tức là tổng công là âm), động năng của vật sẽ giảm.

Do đó, đáp án đúng là A.

Tóm tắt lời giải:

Chúng ta sử dụng định lý về biến thiên động năng: Độ biến thiên động năng của vật bằng tổng công của các lực tác dụng lên vật.
\( \Delta E_d = A_{tổng} \)

Nếu công âm (\( A_{tổng} < 0 \)), thì độ biến thiên động năng cũng âm (\( \Delta E_d < 0 \)). Điều này có nghĩa là động năng cuối nhỏ hơn động năng đầu (\( E_{d_2} < E_{d_1} \)), tức là động năng của vật đã giảm. Vậy, khi lực tác dụng vào vật sinh công âm thì động năng giảm. Đáp án đúng là A. giảm.

Chúc các em học tốt môn Vật lý!