Lực hấp dẫn là gì? Định luật vạn vật hấp dẫn và công thức tính lực hấp dẫn từ A – Z

Tiếp tục trong chuyên mục Vật Lý hôm nay, TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÂM SƠN sẽ chia sẻ lý thuyết Lực hấp dẫn là gì? Công thức tính lực hấp dẫn và định luật chuyển động và vạn vật hấp dẫn Kèm theo đó là các dạng bài tập có lời giải chi tiết trong bài viết dưới đây cho các bạn tham khảo

Lực hấp dẫn là gì?

Tất cả các vật thể trong vũ trụ đều hút nhau bằng một lực gọi là lực hấp dẫn. Trọng lực là lực tác dụng từ xa, xuyên qua không gian giữa các vật.

Ví dụ: Lực hấp dẫn trên mặt trăng bằng khoảng 16% lực hấp dẫn trên Trái đất. Sao Hỏa có lực hút bằng khoảng 38% của Trái đất. Hành tinh lớn nhất trong hệ Mặt trời là Sao Mộc, có lực hấp dẫn gấp 2,5 lần Trái đất. (So ​​sánh đối chiếu trên bề mặt mỗi hành tinh.)

Đặc điểm của trọng lực

• Là lực hút
• Vị trí đặt: Đặt ngay trọng tâm của vật (chất nhọn)
• Giá của lực: Đường đi qua trọng tâm của hai vật

Đo lực hấp dẫn

F_hd = G. (m_{Đầu tiên}m₂/ r²)

Trong đó:

• m_{Đầu tiên}m₂ là khối lượng của hai hạt
• r là khoảng cách giữa chúng;
• G = 6,67.10^-11 Nm²/Kilôgam² được gọi là hằng số hấp dẫn.

Tìm hiểu thêm:

Định luật chuyển động và vạn vật hấp dẫn

Phát biểu như sau: Lực hút giữa hai hạt bất kỳ tỉ lệ thuận với tích khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Điều kiện áp dụng pháp luật

• Khoảng cách giữa 2 vật rất lớn so với kích thước của chúng thì coi như 2 vật là 2 điểm.
• Các vật thể đồng chất và có dạng hình cầu. Khi đó r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối các tâm.

Bài tập tính trọng lực có lời giải

Ví dụ 1: Khi khối lượng của hai vật và khoảng cách giữa chúng giảm đi một nửa thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn là:

• A. Giảm đi 8 lần
• B. Cắt nó đi một nửa
• C. Giữ nguyên
• D. Nhân đôi

Câu trả lời

Chọn câu trả lời C

Ví dụ 2: Khối lượng của hai vật được giữ không đổi thì độ lớn của trọng trường phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai vật như thế nào?

• A. tỷ lệ thuận
• B. tỉ lệ nghịch
• C. tỉ lệ với bình phương khoảng cách
• D. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách

Câu trả lời

Chọn câu trả lời DỄ DÀNG

Ví dụ 3: Tại điểm nào trên đường nối tâm Trái Đất và Mặt Trăng, lực hút của Trái Đất và Mặt Trăng tác dụng lên một vật tại điểm đó cân bằng?

• A. gần Mặt trăng hơn
• B. gần Trái đất hơn
• C. nằm ở trung điểm của đoạn nối với tâm
• D. không có điểm nào như vậy

Câu trả lời

Chọn câu trả lời A

Ví dụ 4: Tại sao khi vật đi lên, gia tốc rơi tự do và khối lượng giảm dần?

Câu trả lời

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 trái đất rất nhiều, ta coi lực do trái đất tác dụng lên vật là F = P = mg gọi là lực hấp dẫn

Vật thể ở gần mặt đất: d = R (bán kính trái đất)

Gia tốc do 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, do đó g giảm ⇒ P giảm

Ví dụ 5 Hai vật nhỏ X và Y cách nhau một khoảng d (m) thì X hút Y một lực 16 N. Nếu thay đổi khoảng cách giữa X và Y thành 2d thì Y hút X với một lực 16 N. . một lực bằng

Câu trả lời

Ví dụ 6: Hai con tàu khối lượng 50.000 tấn ở cách nhau 1 km. Tính lực hút giữa chúng.

Câu trả lời

Đổi: 50000 tấn = 5.107 kg, 1 km = 1000 m

Độ lớn của lực hấp dẫn giữa chúng là:

Ví dụ 7: Trái đất có khối lượng 6,10²⁴ kg, Mặt Trăng có khối lượng 7,4.10²² Kilôgam. Bán kính quỹ đạo của Mặt Trăng là R = 385000 km. Tại những điểm nào trên mặt phẳng nối tâm của chúng thì các vật bị Trái Đất và Mặt Trăng hút với lực bằng nhau?

Câu trả lời

Ví dụ 8: Hai tàu thủy, mỗi chiếc có khối lượng 50 000 tấn đi cách nhau 1 km. lấy g = 10 m / s2. So sánh lực hút giữa chúng với quả cân có khối lượng bằng khối lượng 20g.

Câu trả lời

Hợp lực giữa hai tàu:

P> F_hd

Hi vọng với những thông tin mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn và công thức tính lực hấp dẫn để áp dụng vào làm bài tập một cách nhanh chóng và chính xác.