Nhờ có lực quyến rũ giữa Trái Đất và Mặt Trăng nên luôn giữ cho Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất. Vậy lực quyến rũ là gì? Đặc điểm của lực quyến rũ ra làm sao? Phương pháp tính lực quyến rũ?

Bạn Đang Xem: Lực hấp dẫn là gì? Đặc điểm, cách tính và lấy ví dụ minh họa?

1. Lực quyến rũ là gì?

Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực quyến rũ, hiểu đơn giản là lực hút hai vật về phía nhau, lực làm cho những hành tinh quay xung quanh mặt trời, lực làm cho quả táo rơi xuống đất.

Lực quyến rũ là lực tác dụng từ xa qua khoảng trống không gian gian giữa những vật. Lực quyến rũ có độ lớn tỷ lệ với khối lượng của chúng, một vật thể có khối lượng càng lớn thì lực quyến rũ của nó càng mạnh.

Ví dụ:

– Lực quyến rũ giữa Trái Đất và Mặt Trăng giữ cho Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất.

– Lực quyến rũ giữa Mặt Trời và các hành tinh giữ cho những hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời.

– Nhờ có lực quyến rũ mà tất cả chúng ta có thể thả một vật như quả cam, chiếc bút, cục đá,.. rơi từ trên cao xuống mặt đất.

Nếu trên Trái Đất không tồn tại lực quyến rũ sẽ dẫn đến hiện tượng lạ không có trọng lượng, lúc này con người và mọi vật sẽ trôi vô định, nổi lều bều trong không gian. Không trọng lượng thường xuất hiện ở phía ngoài Trái Đất, nơi mà các nhà du hành vận chuyển thoát khỏi Trái Đất để tới các vũ trụ khác.

2. Đặc điểm của lực quyến rũ:

Lực quyến rũ có những đặc điểm sau đây:

– Lực quyến rũ là lực hút.

– Lực quyến rũ có phương là đường thẳng nối tâm của hai vật.

– Trọng tâm của vật là vị trí đặt của lực quyến rũ.

– Độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng của hai vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng chừng cách giữa chúng.

3. Định luật vạn vận quyến rũ:

3.1. Nội dung định luật vạn vật quyến rũ:

Định luật vạn vật quyến rũ của Newton được phát biểu như sau: Mọi hạt đều hút mọi hạt khác trong vũ trụ với một lực tỉ lệ thuận với tích khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng chừng cách giữa các tâm của chúng.

Ta có hệ thức sau:

Fhd = G.(m1.mét vuông/r2).

Trong số đó:

– m1, mét vuông : Là khối lượng của hai chất điểm (kg).

– r: là khoảng chừng cách giữa hai chất điểm (m).

– Fhd : Là độ lớn lực quyến rũ (N).

– G: Là hằng số quyến rũ có mức giá trị là 6,67.10-11 N.mét vuông/kg2.

Ví dụ: Hai tàu thủy có khối lượng 40000 tấn ở cách nhau 1 km. Tính lực quyến rũ giữa chúng.

Giải:

Đổi 40000 tấn = 4.107 kg và 1 km = 1000 m

Ứng dụng định luật vạn vật quyến rũ ta có độ lớn lực quyến rũ giữa chúng là:

Fhd = G.(m1.mét vuông/r2) = 6,67.10-11.((4.107)2.10002) = 0, 1068 N.

3.2. Xét tuyển ứng dụng định luật:

Hệ thức trên ứng dụng được cho những vật thông thường trong hai trường hợp:

+ Khoảng chừng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng. Khi đó, vật được xem là hai chất điểm.

+ Những vật đồng chất và có hình dạng cầu. Lúc này, r là khoảng chừng cách giữa hai tâm và lực quyến rũ nằm trên phố nối tâm.

3.3. Trọng lực là trường hợp riêng của lực quyến rũ:

Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực quyến rũ giữa Trái Đất với vật đó. Trọng lực đặt vào một trong những điểm đặc biệt quan trọng của vật, đó là trọng tâm của vật.

Trường quyến rũ do Trái Đất tác động lên xung quanh nó gọi là trọng lực.

Độ lớn của trọng lực tính như sau:

Phường = G.[(m.M)/(R + h)2 ].

Trong số đó:

Xem Thêm : Bật mí chi tiết ý nghĩa số 83 không phải ai cũng biết

m: Khối lượng của vật.

M, R: Khối lượng và nửa đường kính của Trái Đất.

h: Độ cao của vật so với mặt đất.

Nếu vật ở gần mặt đất ta có công thức: g = G.M/R2.

Nếu nhiều vật khác nhau tuần tự đặt tại củng một điểm thì trọng trường gây cho chúng cùng một gia tốc rơi tự do như nhau, g là gia tốc trọng trường, đại lượng đặc trưng cho trọng trường tại mỗi điểm.

4. Ứng dụng của định luật vạn vật quyến rũ:

– Trong thiên văn học:

+ Lực quyến rũ đóng vai trò là loại lực chi phối chuyển động của mọi thiên thể trong hệ Mặt trời và trong toàn vũ trụ. Nhờ có lực quyến rũ của Mặt trời nên các hành tinh khác xoay quanh Mặt Trời.

+ Nhờ có lực quyến rũ nên những vật chất gắn kết với nhau giúp hình thành nên Trái Đất, Mặt Trời và các thiên thể khác trong vũ trụ. Nếu không có lực quyến rũ chúng sẽ tách rời nhau, tồn tại ở các nơi khác nhau, không liên kết với nhau và tất cả chúng ta sẽ không còn có cuộc sống như ngày nay.

+ Lực quyến rũ còn tồn tại tác dụng giữ Mặt Trăng trên quỹ đạo xoay quanh Trái Đất. Sự ra đời thủy triều và sự xuất hiện của đa số hiện tượng lạ tự nhiên khác mà tất cả chúng ta quan sát được cũng là nhờ lực quyến rũ.

– Trong cuộc sống hàng ngày:

+ Cân đòn : Vật nào có khối lượng to thêm thì sẽ bị Trái Đất hút với một lực to thêm.

+ Những vật dụng như vòi hoa sen, nhảy dù trên không, pháo hoa, đài phun nước,.. cũng nhờ lực quyến rũ tác động lên.

5. Một số bài tập của lực quyến rũ:

Bài 1: Chọn câu sai:

A. Trọng lực của vật là lực hút của Trái Đất lên vật.

B. Trọng lượng của vật là tổng hợp của trọng lực và quán tính.

C. Trọng lượng của vật có thể tăng hoặc giảm.

D. Trọng lực luôn hướng xuống và có độ lớn Phường = mg

Đáp án: B. Trọng lượng của vật là tổng hợp của trọng lực và quán tính.

Bài 2: Chọn phát biểu sai về lực quyến rũ giữa hai vật:

A. Lực quyến rũ tăng 4 lần khi khoảng chừng cách giảm đi một nửa.

B. Lực quyến rũ không đổi khi khối lượng một vật tăng gấp đôi còn lượng vật kia giảm đi một nửa.

C. Rất hiếm khi lực quyến rũ là lực đẩy.

D. Hằng số quyến rũ có mức giá trị như nhau ở cả trên mặt Trái Đất và trên Mặt Trăng.

Đáp án: C. Rất hiếm khi lực quyến rũ là lực đẩy.

Bài 3: Một quả cam khối lượng m ở tại nơi có gia tốc g. Khối lượng Trái Đất là M. Tóm lại nào sau đây là đúng?

A. Quả cam hút Trái Đất một lực có độ lớn bằng Mg.

B. Quả cam hút Trái Đất một lực có độ lớn bằng mg.

C. Trái Đất hút quả cam một lực bằng Mg.

D. Trái Đất hút quả cam một lực to thêm lực mà quả cam hút Trái Đất vì khối lượng Trái Đất to thêm.

Đáp án: B. Quả cam hút Trái Đất một lực có độ lớn bằng mg.

Bài 4: Lực quyến rũ do một hòn đá ở trên mặt đất tác dụng vào Trái Đất thì có độ lớn:

A. To hơn trọng lượng của hòn đá.

B. Nhỏ hơn trọng lượng của hòn đá.

C. Bằng trọng lượng của hòn đá.

D. Bằng 0.

Xem Thêm : Lưu ý khi lựa chọn kính cường lực iphone

Đáp án: C. Bằng trọng lượng của hòn đá.

Bài 5: Câu nào sau đây đúng vào khi nói về lực quyến rũ do Trái Đất tác dụng lên Mặt Trời và do Mặt Trời tác dụng lên Trái Đất:

A. Hai lực này cùng phương, cùng chiều.

B. Hai lực này cùng chiều, cùng độ lớn.

C. Hai lực này cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn.

D. Phương của hai lực này luôn thay đổi và luôn cùng nhau.

Đáp án: C. Hai lực này cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn.

Bài 6: Lực hút của Trái Đất đặt vào một trong những vật khi vật ở mặt đất là 45N, khi vật ở độ cao h là 5N. Biết nửa đường kính Trái Đất là R. Độ cao của h là:

A. 3R.

B. 2R.

C. 9R.

D. R/3.

Đáp án: B: 2R.

Giải:

Lực hút của Trái Đất lên vật ở độ cao h được xác định bằng công thức:

Fhd = G.[ M.m/(R + h)2 ].

=> Fh = G.[ M.m/(R + h)2 ] = 5.

F0 = G.[ M.m/(R + h)2 ] = 45

N => (h + R)/R = 3 => h = 2R.

Bài 7: Trái Đất và Mặt Trăng có khối lượng tuần tự là 6.1024 kg và 7,2.1022 kg. Khoảng chừng cách giữa hai tâm của chúng là 380000 km. Cho G = 6,67.10-11 Nm2/kg2. Tính lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng? Vẽ hình?

A. 1020N.

B. 1020N.

C. 2000N.

D. 200N.

Đáp án: A: 2.1020N.

Giải:

Lực quyến rũ giữa Trái Đất và Mặt Trăng:

F = G.(m1.mét vuông/r2) = 6,67.10-11 . [6.1024 . 7,2.1022/(38.107)2 ] = 2.1020N.

Vẽ hình:

Bài 8: Gia tốc của hòn đá ném thẳng lên sẽ:

A. Nhỏ hơn gia tốc của hòn đá ném xuống.

B. Bằng gia tốc của hòn đá ném xuống.

C. Giảm dần.

D. Bằng không khi lên rất cao tối đa.

Đáp án: B. Bằng gia tốc của hòn đá ném xuống.