Giải bài tập Vật lý 10 Bài 11: Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn

§11. Lực HẤP DẪN - ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN
KIẾN THỨC Cơ BẢN
Lực hấp dẫn
Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực. gọi là lực hấp dẫn.
Khác voi lực đàn hổi và lực ma sát là lục tiếp xúc, lực hấp dẳn là lực tác dụng tù' xa, qua khoảng không gian giữa các vật.
Định luật vạn vật hấp dẫn
Định luật
Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khô'ĩ tượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Hệ thúc
Fhd=G^ậ-	(11.1)
F,
Trong đó mi, m2 là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng, hệ số tỉ lệ G được gọi là hàng sô' hấp dẫn-. G = 6,67.10“" N.m2/kg2. Hệ thức (11.1) áp dụng
được cho các vật thông thường trong hai trường hợp:
Khoảng cách giữa hai	.	■	'
”	.	. .	, . ,	vã! 1	V4I2
vật rât lớn so với kích	, „ , _ „
. ..	,	, , _ _	Hình 11.3
thước GÚa chúng.	,	' ■	. , , .. ..
Lực hap dãn giữa hai vãi dóng chãi, co dang hĩnh can
Các vật đổng chất và có dạng hình cấu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nầm trên đường nôi hai tâm và đặt váo hai tâm đó (Hình 11.3).
Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn
Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lụ'c hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Trọng lực đặt vào một điểm dặc biệt của vật, gọi lá trọng tâm của vật. Độ lớn của trọng lực (tức trọng lượng).
p = G
(R + h)2
trong đó m là khối lượng của vật, h là độ cao của vật so với mặt dất, M vá R là khối lượng và bán kính của Trái Đất.
Mặt khac, ta lai có: p = mg
(11.2)
(11.3)
Suy ra:	g
Nếu vật ơ gắn mặt đất (h « R) thì:
GM _
(R + h)2
GM R2"
c. CẢU HỎI VÀ BÀI TẬP
Phát biếu dịiĩh luật vạn vặt hấp dần vá viết hệ thức (’tia lực hàp dán.
Nêu dinh nghĩa trọng tám cua vật.
Tại sau gia tốc rưi tự du và trọng lượng cua vật cáng lèn can thi càng giám.
Một vặt khôi lượng lkg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu?
A. IN	-B. 2;5N-	c. 5N	D. 10N.
Hai tàu thủy, mồi chiết có khối lượng 50000 tấn-ở cách nhau lkm. Lấy g = 10 m/s2. So sánh lực hấp dẫn giữa,chúng với trọng lượng của một quả cân có khối lượng 20g.
A. Lớn hơn.	B. Bằng nhau.	c. Nhỏ hơn.	D. Chưa thế biết.
Trái Đất hút Mặt Trăng với một lực bằng bao nhiêu? Cho biết khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất là R = 38.107m, khối lượng của Mặt Trăng m = 7,37.1022kg, khối lượng cùa Trái.Đất M =6,0.1024kg.
Tính trọng lượng cùa một nhà du hành vũ trụ có khôi lượng 75kg khi người đó ở
trên Trái Đâ’t (lấy g = 9,80 m/s2).
trên- Mặt Trăng (lấy g„„ = 1,70 m/s2).
trển Kim Tinh (lấy gki = 8,7 m/s2).
D. LỜI GIẢI
• Câu hỏi và. bài tập
Trang 68 SGK
Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật.
GM
3. Từ công thức:
(R + h)2
p = mg
lớn thì g, p càng giảm.
B. Tại mặt đất: h = 0
Tại độ cao h = 2R
GMm
- (R + h)2
=> Po = mgo =
=> p = mg =
ta thấy vật ở càng cao h càng
GMm R2 GMm (2R)2 "
GMm
Rợ
=	= 2,5 (N)
4
Nhỏ hơn.
Trọng lượng quả cân p = mg = 0,020.10 - 0,2 (N) Lực hấp dẫn giữa 2 tàu:
* Gm? 6,67.10-n.(5.104)2	__ _
(N)
= ^2 = —(W— = 1'6675'10
=> Fhd < p
2,O4.1O2oN
= 2,04.1020(N)
Fh“" r2 ■	(38.10-7)2
7. a) pđ = mgđ = 75.9,80 = 735 (N)
pmt = mgmt = 75.1,70 = 127,5 (N)
pkt = mgkt = 75.8,7 = 652,5 (N)
GMm _ G,67.10-n.6.1024.7,37.1ũ22