Giải Vật Lý 10 Bài 11. Lực hấp dẫn - Định luật vận vật hấp dẫn

  • Bài 11. Lực hấp dẫn - Định luật vận vật hấp dẫn trang 1
  • Bài 11. Lực hấp dẫn - Định luật vận vật hấp dẫn trang 2
  • Bài 11. Lực hấp dẫn - Định luật vận vật hấp dẫn trang 3
Bài 11. Lực HẤP DẪN. ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DAN
A. KIẾN THỨC CẦN NAM vững
Lực hấp dẫn
Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hâp dần.
Khác với lực đàn hồi và lực ma sát (là lực tiếp xúc), lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.
Định luật vạn vật hâp dẫn
Lực hấp dẫn giữa hai chất điếm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chung và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
TT„ x1 . „ „
Hệ thức: Fhi = G-—~-
r
Nm2
G = 6,68.IO'11kg--' ểọi là hằng số hấp dẫn.
dụng cho các vật thông thường trong hai
Công thức trên áp trường hợp:
Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng.
F2 Fj (Vật 2)
	-*—Q
Hỉnh 12
Các vật đồng chất có dạng hình cầu. Khi đó r là khoảng cách giừa hai tầm, lực hấp dẫn O nằm trên đường nôi tâm hai vật (xem hình 12). k
Trọng lực là trường hựp riêng của lực hấp dẫn
Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật chính là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó.
và R
Xét vật có khối lượng m ở độ cao h so với mặt đất. Gọi M lần lượt là khôi lượng và bán kính Trái Đất, ta có:
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật m: Fhd = G	.
(R + h)
Trọng lực tác dụng lên vật: p = mg.
VX-- 17 . _ D _ ' _ GM
Vói I(hd = p => g = ■■■ ■ , ,, .
s (R + h)2
Khi vật ỏ’ gần mặt đất (h << R) thì g = —
R
B. TRẢ LỜI CÂU HỎI - GIẲI BÀI TẬP
Cl. Một vật khối lượng lkg ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi chuyến vật đến 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.
Giải
Trọng lượng tại mặt đất của vật là:
p = mg = G
R
Trọng lượng của vật tại độ cao h = 2R là:
P„ = .ngh,GgL=G^=ip=i.lO = 2,5(N)
Vậy chọn đáp án B.
C2. Hai tàu thủy, mỗi chiếc có khôi lượng 50 000 tấn, ở cách nhau Ikm. So sánh lực hâp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một quả cân có khối lượng 20g. Lấy g = 10m/s2.
A. Lớn hơn.	B. Bằng nhau.
c. Nhỏ hơn.	c. Chưa thề biết.
Giải
Lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy là:
mrm2	
l«hd = G—— , do mi = mọ = m nên:
r
FM = G^c6.6no-".(5.ioy =OJ67(N)
r	1
Trọng lực của một vật có khối lượng m = 20g = 0,02 (kg) là: p = mg = 0,02.10 = 0,2 (N).
Vậy Fhd < p. Chọn dáp án c.
C3. Trái Đất hút Mặt Trăng 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 của Trái Đất M = 9.102tkg.
Giải
Lực hút của Trái Đất với Mặt Trăng chính là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Ta có:
Fhd =	= 6,67.10’11. 7,3/7^°i^76',1Q2 = 2,04.1O20 (N).
R	(38.10 )2
. Fm =	= 6.67.10-W = 0)167 (N)
r	1
C4. Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khôi lượng 75kg khi người đó ở:
Trên Trái Đất (lấy g = 9,8m/s2).
Trên Mặt Trăng (lấy gmt = l,7m/s2).
Trên Kim Tinh (lấy gkt = 8,7m/s2).
Trả lời
Trọng lượng của nhà du hành vũ trụ khi ở trên Trái Đất là:
p = mg = 75.9,8 = 735 (N)
Trọng lượng của nhà du hành vũ trụ khi ở trên Mặt Trăng là:
Pint = mgrnit = 75.1,7 = 127,5 (N)
Trọng lượng của nhà du hành vũ trụ khi ở trên Trái Đất là:
Pkt = mgkt = 75.8,7 = 652,5 (N)số vòng của lò xo, đường kính của vòng xoắn và đường kính của tiết diện dây