Xung quanh chúng ta luôn tồn tại một lực có tên là lực hấp dẫn. Nhưng không phải ai cũng biết rõ về lực hấp dẫn, hoăc đã từng học nhưng lại quên lãng đi, thì hãy cùng Trắc nghiệm Online ôn lại Lực hấp dẫn là gì? và công thức tính lực hấp dẫn dưới bài viết này nhé.
Lực hấp dẫn là gì?
Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua không gian giữa các vật.
Ví dụ:
Trọng lực trên mặt trăng bằng khoảng 16% so với trọng lực trên Trái đất. Sao Hỏa có lực hút bằng khoảng 38% lực hút Trái đất. Còn hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời là Mộc tinh có trong lực gấp 2,5 lần trọng lực Trái đất
Đặc điểm của lực hấp dẫn
- Là lực hút
- Điểm đạt: Đặt ngay tại trong tâm của vật
- Giá của lực: Là đường thẳng đi qua tâm của 2 vật
- Định luật vạn vật hấp dẫn chỉ đúng khi khoảng cách giữa 2 vật rất lớn so với kích thước của chúng. Hay có thể nhắc đến những vật đồng chất dạng hình cầu
Công thức tính lực hấp dẫn
Nhà khoa học Isaac Newton đã phát triển lý thuyết vạn vật hấp dẫn của ông vào những năm 1680. Ông tìm thấy rằng lực hấp dẫn đều có thể tác dụng lên tất cả vật chất; và là một hàm của khối lượng lẫn khoảng cách.
Mỗi vật khi hút lấy mỗi vật khác với một lực tỉ lệ thuận với tích khối lượng của chúng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Do vậy, hiểu rõ lực hấp dẫn là gì? Công thức thường được biểu diễn như sau:
Fg = G (m1 ∙ m2) / r2
Trong đó:
- Fg là lực hấp dẫn
- m1, m2 là khối lượng của hai vật
- r là khoảng cách giữa hai vật
- G là hằng số vạn vật hấp dẫn
Các phương trình Newton hoạt động cực kì tốt trong việc dự đoán những vật thể như các hành tinh trong hệ mặt trời hành xử như thế nào.
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.
Bài tập áp dụng công thức 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 có khối lượng m nhỏ hơn nhiều so với trái đất, ta xem lực tác dụng của trái đất lên vật là F = P = mg gọi là trọng lực
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) ta có:
P1/P2=G/mM/4R^2/GmM/R^2=1/4
P2=P1/4=10/4=2,5N
Ví dụ 3: 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)
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
Trên đây, là một số thông tin, khái niệm về lực hấp dẫn và công thức tính lực hấp dẫn. Hi vọng, với những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết của Trắc nghiệm Online.
