Trọng lực chính là lực hấp dẫn của trái đất tác dụng lên vật
|
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT Show I. Lực hấp dẫn - Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn. - Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật. II. Định luật vạn vật hấp dẫn 1. Định luật: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. 2. Công thức: Fhd = G\(\frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}\) Trong đó: m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng; G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 gọi là hằng số hấp dẫn. 3. Điều kiện áp dụng định luật - Khoảng cách giữa 2 vật rất lớn so với kích thước của chúng, khi đó 2 vật được coi là 2 chất điểm. - Các vật đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối tâm. III. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn. - Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. - Trọng lực đặt vào một điểm đặc biệt của vật, gọi đó là trọng tâm của vật. - Độ lớn của trọng lực tính như sau: P = G \(\frac{mM}{(R + h)^{2}}\) Trong đó: m là khối lượng của vật (kg) M và R là khối lượng và bán kính của Trái Đất h là độ cao của vật so với mặt đất (m) - Ta cũng có P = mg nên gia tốc rơi tự do: g = \(\frac{GM}{(R + h)^{2}}\) Nếu vật ở gần mặt đất (h< Sơ đồ tư duy về lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn
Trái Đất bao là chứa vạn vật dù có ở cực Bắc hay cực Nam của địa cầu thì đều không bị văng ra ngoài vũ trụ, nói nôm na là Trái Đất đang hút mọi vật xung quanh nó. Vậy Trọng lực là gì? Ví dụ về trọng lực? Khái niệm trọng lựcTrọng lực là lực hút Trái Đất tác dụng lên một vật có phương thẳng đứng và có chiều hướng về phía của Trái Đất, trọng lực được xác định bằng cách tính khối lượng của vật với gia tốc tự do tại nơi đặt vật đó. – Công thức trọng lực dựa trên khối lượng của một vật là: P = 10m, trong đó P là trọng lượng (đơn vị N), m là khối lượng (đơn vị kg). Ví dụ: Một vật có khối lượng 100g (0,1kg) ở mặt đất thì có trọng lượng gần bằng 1N. Một vật có khối lượng 1kg ở mặt đất có trọng lượng gần bằng 10N. – Công thức tính trọng lực: P = mg, trong đó m là khối lượng của vật (kg), g là gia tốc trọng trường của vật. – Đơn vị đo của trọng lực được hệ thống đơn vị đo lường quốc tế SI công nhận là Newton, ký hiệu là N. Đơn vị được đặt tên theo nhà bác học Isaac Newton – Người đã tìm ra Định luật vạn vật hấp dẫn, mở một cánh cửa mới cho ngành vật lý cơ học. – Theo hệ thống đơn vị đo lường, đơn vị đo này sẽ được quy đổi như sau: 100 g = 1 N 1 kg = 10 N Ví dụ về trọng lựcCầm một viên bi trên cao, rồi buông tay ra. Khi buông tay ra, viên bi bắt đầu rơi xuống. Chuyển động của nó đã bị biến đổi, vậy phải có một lực tác dụng lên viên bi hướng xuống phía dưới. Lực này do Trái Đất tác dụng lên viên bi, chính là trọng lực. Đặc điểm của trọng lực– Đặc điểm của trọng lực là phương thẳng đứng và có chiều hướng về phía Trái Đất. – Trọng lực được xác định bằng cách tính khối lượng của vật và gia tốc tự do tại nơi đặt vật đó. Hướng của trọng lực sẽ theo phương thẳng đứng và chiều từ hướng về phía trái đất. – Cầm một vật trên tay, nếu bạn buông tay ra thì vật sẽ rơi xuống. Vật rơi xuống là do có trọng lực tác dụng lên vật. Vậy có nghĩa là trọng lực đã sinh công. Công của trọng lực có đặc điểm: không phụ thuộc dạng đường đi, phụ thuộc vào trọng lực và hiệu độ cao 2 đầu quỹ đạo. – Lực thế là lực mà công của nó không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo, chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối quỹ đạo. Lực thế còn được gọi là lực bảo toàn. – Mở rộng: + Gia tốc trọng trường của Mặt trời gấp tới 28 lần so với tại Trái Đất. Nếu bạn có thể bước lên Mặt trời, cơ thể bạn sẽ nặng hơn tới 28 lần so với cân nặng thực. + Trọng lực là nguyên nhân của nhiều hiện tượng thiên nhiên trong đời sống như mưa rơi, tuyết rơi, hiện tượng mưa sao băng, … – Cầm một vật trên tay, nếu bạn buông tay ra thì vật sẽ rơi xuống. Vật rơi xuống là do có trọng lực tác dụng lên vật. Vậy có nghĩa là trọng lực đã sinh công. Công của trọng lực có đặc điểm: không phụ thuộc dạng đường đi, phụ thuộc vào trọng lực và hiệu độ cao 2 đầu quỹ đạo. – Lực thế là lực mà công của nó không phụ thuộc vào dạng quỹ đạo, chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối quỹ đạo. Lực thế còn được gọi là lực bảo toàn. Lực hấp dẫn là gì?Mọi lực trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn, lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa qua khoảng không gian giữa các vật, lực hấp dẫn phổ biến nhất và có nhiều ý nghĩa thực tiễn nhất là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và các vật trên Trái Đất. Trọng lượng là gì?– Trọng lượng của một vật là cường độ (độ lớn) của lực hút Trái Đất lên vật đó, vì vậy, trọng lượng phụ thuộc vào vị trí của vật đó trên Trái Đất, nếu một vật lên càng cao thì trọng lượng của nó sẽ càng giảm. So sánh trọng lực và trọng lượng– Giống nhau: Cả trọng lực và trọng lượng đều hình thành do lực hút của Trái Đất tạo thành. – Khác nhau: + Trọng lực: Là lực hấp dẫn, lực hút của Trái Đất tác động lên 1 vật thể bất kỳ. + Trọng lượng: Chính là lực mà lực hút Trái Đất tác động lên vật thể đó hoặc là độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật.
Xung quanh chúng ta luôn tồn tại một loại lực gọi là lực hấp dẫn. Vậy lực hấp dẫn là gì? Đặc điểm - Công thức tính ra sao? Trọng lực là gì? Hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây để giải đáp ngay những câu hỏi này và tìm hiểu câu chuyện hài hước về nguồn gốc của loại lực này nhé! 1. Lực hấp dẫn là gì?Lực hấp dẫn là một trong bốn loại lực cơ bản, cùng với lực điện từ, lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu. Lực hấp dẫn là lực khiến cho các vật có trọng lượng. Khi bạn leo lên bàn cân thì cái cân cho bạn biết trọng lượng tác dụng lên cơ thể bạn là bao nhiêu. Vậy có thể giải thích rằng, lực hấp dẫn là lực hút 2 vật về phía nhau, lực làm cho các hành tinh quay xung quanh mặt trời, lực làm cho quả táo rơi xuống đất. Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa qua khoảng không gian giữa các vật. Một vật thể có khối lượng càng lớn thì lực hấp dẫn của nó càng mạnh. 1.2. Đặc điểm của lực hấp dẫn
1.3. Định luật vạn vật hấp dẫnĐịnh luật: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Công thức: Lực này sẽ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật và tỉ lệ thuận với khối lượng của vật. Điều kiện áp dụng định luật:
Hiểu rõ lực hấp dẫn là gì? Hình thành từ đâu? Khi một vật thể chịu sự tác động của ngoại lực sẽ làm nó bị lệch khỏi quỹ đạo chuyển động. Xét trong hệ quy chiếu quán tính thì lúc này các vật di chuyển tự do, với vận tốc không thay đổi. Qũy đạo của chúng tạo thành những đường trắc địa hay còn gọi là độ cong của không thời gian. Hai vật thể cùng chịu những tác động sẽ sinh ra lực hút, và người ta gọi đó chính là lực hấp dẫn. 1.5. Ví dụ về lực hấp dẫn
Ví dụ 1:Tại sao gia tốc rơi tự do và trọng lượng của vật càng lên cao lại càng giảm? Lời giải Lực hấp dẫn giữa hai vật: F = G.Mm/d² Trong đó M,m,d là khối lượng và khoảng cách giữa hai vật, G là hằng số hấp dẫn. Vật ở gần mặt đất: d = R (bán kính trái đất) P = m.g = G(M.m/R2) (1) Vật ở độ cao h ⇒ cách tâm trái đất: d = R+h P’ = m.g’ = G. [(M.m)/(R + h)2] (2) Lấy (2) chia (1) ta được: g/g’ = R2/(R + h)2 Gia tốc trọng trường tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ vật đến tâm trái đất Khi h càng lớn (càng lên cao) thì g càng giảm. P = mg, nên khi g giảm => P giảm Ví dụ 2: Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính của Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu? Lời giải Ta có độ lớn của trọng lực (trọng lượng): P = G.[m.M/(R + h)2] Tại mặt đất (h = 0): P1 = G.m.M/R2 = 10N Ở độ cao cách tâm Trái Đất một đoạn 2R => h = R: P2 = G.[m.M/(R + R)2 = G.(m.M/4R2) (2) Từ (1) và (2) Ví dụ 3: Hai tàu thủy, mỗi chiếc có khối lượng 50 000 tấn ở cách nhau 1 km. lấy g = 10 m/s2. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một cái cân có khối lượng của một quả cân có khối lượng 20g. A. Lớn hơn B. Bằng nhau C. Nhỏ hơn D. Chưa thể biết Lời giải Lực hấp dẫn giữa hai tàu thuỷ là Trọng lượng của 1 quả cân có khối lượng 20g: P = m.g = 20.10-3.10 = 0,2N ⇒P > Fhd Ví dụ 4: Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg khi người đó ở a) Trên Trái Đất (lấy g = 9,8 m/s2) b) Trên Mặt Trăng (lấy gmt = 1,70 m/s2) c) Trên Kim Tinh (lấy gkt = 8,7m/s2) Lời giải Áp dụng công thức : P = mg; m = 75kg. a) Trọng lượng của nhà du hành vũ trụ khi người đó ở trên Trái Đất : P = 75.9,8 = 735N. b) Trọng lượng của nhà du hành vũ trụ khi người đó ở trên Mặt Trăng: Pmt = 75.1,7 = 127,5N. c) Trọng lượng của nhà du hành vũ trụ khi người đó ở trên Kim Tinh: Pkt = 75.8,7 = 652,5N. 2. Trọng lực là gì?Trọng lực là lực hút trái đất tác dụng lên một vật, có phương thẳng đứng và có chiều hướng về phía của trái đất. Trọng lực được xác định bằng cách tính khối lượng của vật với gia tốc tự do tại nơi đặt vật đó. Trọng lực sẽ có phương thẳng đứng và chiều từ hướng về phía trái đất. Trọng lượng và trọng lực là hai lực hoàn toàn khác nhau. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn.
Trên đây là một số thông tin, khái niệm về lực hấp dẫn và trường hợp đặc biệt của lực hấp dẫn là trọng lực. Hi vọng những thông tin này sẽ giúp ích cho bạn. Chúc bạn có một ngày mới vui vẻ!
Trên đây là một số thông tin, khái niệm về lực hấp dẫn và trường hợp đặc biệt của lực hấp dẫn là trọng lực. Hi vọng những thông tin này sẽ giúp ích cho bạn. Chúc bạn có một ngày mới vui vẻ! |
