Trả lời nhanh
Đáp án đúng: vật tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc 3 m/s. Khi các lực tác dụng lên vật mất đi (hoặc cân bằng nhau), vật không bị thay đổi vận tốc. Do có quán tính, vật giữ nguyên cả độ lớn lẫn hướng của vận tốc ban đầu, nên không dừng lại, không chậm dần, không nhanh dần và không đổi hướng.
Đề bài
Một vật đang chuyển động với vận tốc 3 m/s. Nếu bỗng nhiên các lực tác dụng lên vật mất đi thì vật sẽ như thế nào?
Đề này thường cho bốn lựa chọn: (1) vật dừng lại ngay; (2) vật chuyển động chậm dần rồi mới dừng; (3) vật đổi hướng chuyển động; (4) vật tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc 3 m/s. Chỉ lựa chọn (4) đúng.
Giải thích vì sao vật chuyển động thẳng đều
Có hai cách nhìn, cùng dẫn đến một kết luận.
- Theo quán tính (Vật lí 8): mọi vật đều có xu hướng giữ nguyên vận tốc của mình. Muốn vận tốc thay đổi thì phải có lực tác dụng. Lực mất đi nghĩa là không còn gì làm vận tốc thay đổi.
- Theo định luật I Newton (Vật lí 10): nếu hợp lực tác dụng lên vật bằng 0 thì vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
Dùng định luật II Newton để kiểm tra: gia tốc a = F/m. Khi F = 0 thì a = 0, tức vận tốc không đổi: v = 3 m/s mãi mãi và quỹ đạo là đường thẳng.
Loại trừ từng phương án sai
| Phương án | Nhận xét |
|---|---|
| Vật dừng lại ngay | Sai. Dừng lại tức vận tốc giảm đột ngột từ 3 m/s về 0, cần một lực hãm rất lớn, trong khi đề cho lực đã mất. |
| Chuyển động chậm dần rồi dừng | Sai. Chậm dần cần có gia tốc ngược chiều, mà gia tốc chỉ xuất hiện khi có lực (ví dụ lực ma sát). Đề nói mọi lực đều mất, kể cả ma sát. |
| Đổi hướng chuyển động | Sai. Đổi hướng cần lực có thành phần vuông góc với vận tốc. |
| Tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc 3 m/s | Đúng. Không lực, không đổi vận tốc. |
Lỗi sai thường gặp
- Nghĩ rằng “muốn chuyển động phải có lực”. Lực không duy trì chuyển động, lực chỉ làm thay đổi chuyển động. Quả bóng lăn trên sàn dừng lại vì có ma sát chứ không phải vì hết lực đẩy.
- Chọn “chậm dần rồi dừng” vì quen với đời sống hằng ngày, nơi lúc nào cũng có ma sát và lực cản.
- Bỏ sót điều kiện “mọi lực”: nếu chỉ một lực mất đi mà các lực còn lại không cân bằng thì vật vẫn bị thay đổi vận tốc.
Mẹo nhớ
“Không lực – không đổi vận tốc.” Gặp câu hỏi “các lực tác dụng lên vật mất đi” hoặc “các lực cân bằng nhau”, cứ chọn đáp án giữ nguyên vận tốc cũ: nếu vật đứng yên thì đứng yên, nếu đang chuyển động thì chuyển động thẳng đều với đúng vận tốc đó.
Bài luyện tập
- Một xe lăn đang chuyển động với vận tốc 2 m/s trên mặt phẳng ngang. Giả sử mọi lực cản biến mất và không có lực nào khác tác dụng. Sau 10 s xe đi được bao xa?
Đáp án: chuyển động thẳng đều nên s = v·t = 2·10 = 20 m. - Một vật đang đứng yên, các lực tác dụng lên nó cân bằng nhau. Vật sẽ thế nào?
Đáp án: hợp lực bằng 0 nên vật tiếp tục đứng yên. - Vì sao hành khách trên xe buýt bị ngả người về phía trước khi xe phanh gấp?
Đáp án: xe dừng lại nhanh, còn thân người do quán tính vẫn giữ vận tốc cũ nên lao về phía trước.
Câu hỏi thường gặp
Vật đang chuyển động với vận tốc 3 m/s, lực tác dụng mất đi thì vật làm gì?
Vật tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc 3 m/s, vì không có lực nào làm thay đổi vận tốc của nó (quán tính, định luật I Newton).
Vì sao vật không chậm dần rồi dừng lại?
Chậm dần cần có gia tốc, mà gia tốc chỉ có khi có lực tác dụng như ma sát hay lực cản. Khi mọi lực mất đi thì không còn nguyên nhân nào làm vật chậm lại.
Hợp lực bằng 0 và không có lực tác dụng có giống nhau không?
Về kết quả chuyển động thì giống nhau: vật đứng yên vẫn đứng yên, vật đang chuyển động tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc không đổi.
Câu hỏi này thuộc bài nào trong chương trình?
Đây là kiến thức về lực cân bằng và quán tính ở Vật lí lớp 8 (chương trình cũ), và là định luật I Newton ở Vật lí lớp 10.