9. Một học sinh leo cầu thang cao 5 m trong 20 giây. Biết khối lượng của học sinh là 50 kg. Hãy tính công do học sinh thực hiện, công suất trung bình. Nếu cùng học sinh đó leo cầu thang cao 5 m trong 1...

Bài toán: - Khối lượng học sinh: m = 50 kg - Chiều cao cầu thang: h = 5 m - Trường hợp 1: thời gian t₁ = 20 giây - Trường hợp 2: thời gian t₂ = 10 giây --- **Bước 1: Tính công do học sinh thực hiện** Công thực hiện là công nâng vật lên cao, bằng công của lực nâng trọng lực: \[ A = W = m \cdot g \cdot h \] Trong đó: g = 9,8 m/s² (gia tốc trọng trường) Tính: \[ A = 50 \times 9,8 \times 5 = 2450 \text{ J} \] Vậy công học sinh thực hiện trong cả hai trường hợp đều là 2450 J. --- **Bước 2: Tính công suất trung bình** Công suất trung bình được tính bằng: \[ P = \frac{A}{t} \] - Trường hợp 1 (t₁ = 20s): \[ P_1 = \frac{2450}{20} = 122,5 \text{ W} \] - Trường hợp 2 (t₂ = 10s): \[ P_2 = \frac{2450}{10} = 245 \text{ W} \] --- **Bước 3: So sánh và nhận xét** - Công thực hiện trong hai trường hợp là như nhau: 2450 J - Công suất trong trường hợp 2 lớn gấp 2 lần trường hợp 1 (245 W so với 122,5 W) **Nhận xét:** - Công là đại lượng đo lượng năng lượng mà lực tác dụng sinh ra, phụ thuộc vào lực và quãng đường dịch chuyển, không phụ thuộc vào thời gian thực hiện. - Công suất là đại lượng đo tốc độ thực hiện công, liên quan đến công và thời gian. - Cùng một công thực hiện, nếu thời gian ngắn hơn thì công suất lớn hơn, nghĩa là công được thực hiện nhanh hơn. --- **Kết luận:** - Công học sinh thực hiện là 2450 J trong cả hai trường hợp. - Công suất trung bình: + Trường hợp 1: 122,5 W + Trường hợp 2: 245 W - Công chỉ đo lượng năng lượng thực hiện, còn công suất đo tốc độ thực hiện công.