Trong chương trình Vật Lý lớp 6, chúng ta được làm quen với khái niệm lực hấp dẫn. Vậy lực hấp dẫn là gì? Công thức tính lực hấp dẫn như thế nào? Mời bạn đọc cùng supperclean.vn ôn luyện kiến thức này qua bài viết dưới đây nhé!
Contents [hide]
Lực hấp dẫn là gì?
Lực hấp dẫn là lực hút giữa hai hoặc nhiều vật thể. Mọi vật có trong vũ trụ đều hút nhau bởi lực này. Hay nói cách khác, lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa qua khoảng không gian giữa hai hoặc nhiều vật.
Ví dụ về lực hấp dẫn:
- Lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất giữ cho Mặt Trăng luôn chuyển động xung quanh Trái Đất.
- Lực hấp dẫn giữa Mặt Trời với các hành tinh giữ cho các hành tinh luôn chuyển động theo quỹ đạo xung quanh Mặt Trời.
- Nhờ có lực hấp dẫn (cụ thể là trọng lực) mà con người có thể đứng vững trên mặt đất. Hay khi ta thả cục đá, chiếc bút, quả cam,… thì các vật thể này luôn có xu hướng rơi từ trên cao xuống đất theo phương thẳng đứng.
Vai trò của lực hấp dẫn là gì?
Việc phát hiện và tìm ra lực hấp dẫn có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Lực này giúp chúng ta có thể lý giải được nhiều hiện tượng tự nhiên như thủy triều, vì sao con người đứng được trên mặt đất,…
Nếu không có lực hấp dẫn sẽ xảy ra hiện tượng không trọng lực. Đó là khi con người và tất cả mọi vật sẽ trôi vô định trong không gian. Nếu điều này thực sự xảy ra thì sự sống rất khó được đảm bảo. Thực tế, hiện tượng không trọng lực xảy ra khi các nhà du hành ra khỏi Trái Đất và di chuyển đến các hành tinh khác.
Vì sao có lực hấp dẫn?
Khi vật thể chịu tác động của ngoại lực sẽ lệch khỏi quỹ đạo chuyển động. Xét trong hệ quy chiếu quán tính, vật thể sẽ di chuyển tự do với một vận tốc không đổi.
Qũy đạo chuyển động của chúng hình thành đường trắc địa, hay còn gọi là độ cong không gian. Khi hai vật thể cùng chịu lực tác động sẽ tạo ra lực hút hay chính là lực hấp dẫn.
Đặc điểm của lực hấp dẫn là gì?
Các đặc điểm của lực hấp dẫn là:
- Là lực hút
- Có phương thẳng là một đường thẳng nối từ tâm của hai vật.
- Có điểm đặt tại trọng tâm của vật thể.
- Độ lớn của lực hấp dẫn tỉ lệ thuận của khối lượng hai vật thể và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của chúng.
Định luật vạn vật hấp dẫn
Định luật vạn vật hấp dẫn là công trình nghiên cứu của Isaac Newton vào năm 1666 khi ông đang ngồi dưới gốc cây táo và bị quả táo rơi trúng đầu. Nội dung cụ thể của định luật vạn vật hấp dẫn như sau:
“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.”
Định luật vạn vật hấp dẫn được áp dụng trong trường hợp sau:
- Hai vật được coi là 2 chất điểm, khoảng cách giữa hai vật thể phải lớn hơn kích thước của chúng.
- Hai vật thể phải đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy, khoảng cách giữa hai vật thể là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn sẽ nằm trên đường nối hai tâm đó.
Công thức tính lực hấp dẫn
Theo định luật vạn vật hấp dẫn, ta có hệ thức tính lực hấp dẫn như sau:
Trọng lực là gì?
Trọng lực là một dạng đặc biệt của lực hấp dẫn. Hay nói cách khác, trọng lực là lực hấp dẫn giữa một vật với Trái Đất có trọng tâm đặt tại tâm của vật.
Khi ta thả rơi vật thể có khối lượng m ở độ cao h so với mặt đất thì sẽ có trọng lực P tác dụng lên vật thể đó.
Công thức xác định độ lớn trọng lực:
Trong đó:
- m: Khối lượng vật thể (kg)
- M và R: Khối lượng và bán kính Trái Đất
- h: Độ cao của vật thể so với mặt đất (m)
Bài tập cơ bản về lực hấp dẫn
Dạng 1: Tính lực hấp dẫn của hai vật thể
Phương pháp làm: Nắm rõ nội dung định luật vạn vật hấp dẫn là gì và cách áp dụng để thực hiện.
Ví dụ 1: Hai con tàu có khối lượng 40000 tấn cách nhau 1000m. Hãy xác định lực hấp dẫn giữa hai con tàu?
Lời giải:
Ta có: 40000 tấn = 4.10^7 kg
Theo định luật vạn vật hấp dẫn, ta có:
Ví dụ 2: Khối lượng hai vật thể tăng lên gấp đôi. Khi đó, khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu để lực hấp dẫn giữa chúng không thay đổi?
Lời giải:
Dạng 2: Tính trọng lượng của vật theo độ cao
Ví dụ 3: Trái Đất có bán kính là 6400km. Gia tốc rơi tự do sát mặt đất là 2,8m/s2. Hãy tính độ cao mà ở đó gia tốc rơi tự do đạt 9.6m/s2.
Ví dụ 4: Gia tốc trọng trường tại chân núi là 9,81m/s2 và tại đỉnh núi là 9.8m/s2. Hãy tính độ cao đỉnh núi biết bán kính Trái Đất là 6400km?
Lời giải:
Ta có: R = 6400km; g0 = 9.8m/s2; g1 = 9,81m/s2
g1 =g0. (R/ (R + h))^2
=> h = 0.32km
XEM THÊM:
Trên đây là bài viết chia sẻ kiến thức về lực hấp dẫn là gì lớp 6 và các dạng bài tập thường gặp. Mong rằng sẽ giúp ích cho bạn đọc trong quá trình ôn luyện về lực hấp dẫn nhé!
