Công thức định luật vạn vật hấp dẫn đầy đủ, chi tiết nhất
Công thức định luật vạn vật hấp dẫn đầy đủ, chi tiết nhất
Với loạt bài Công thức định luật vạn vật hấp dẫn đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí lớp 10 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 10.
Bài viết Công thức định luật vạn vật hấp dẫn đầy đủ, chi tiết nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Ví dụ minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức định luật vạn vật hấp dẫn đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí 10.
1. Khái niệm
- Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn.
- Định luật vạn vật hấp dẫn: 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. Hệ thức áp dụng được cho các vật thông thường trong hai trường hợp:
+ Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng;
+ Các vật đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối hai tâm và đặt vào hai tâm đó.
2. Công thức
Trong đó:
+ m1, m2 là khối lượng 2 chất điểm (kg).
+ r là khoảng cách giữa chúng (m).
+ hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 (Nm2/kg2).
3. Kiến thức mở rộng
- Theo Niu – tơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Độ lớn của trọng lực (tức trọng lượng) bằng:
Trong đó:
+ m là khối lượng của vật (kg)
+ M và R là khối lượng và bán kính của Trái Đất
+ h là độ cao của vật so với mặt đất (m)
Từ (1), ta tính được:
+ Gia tốc trọng trường độ cao h:
+ Gia tốc trọng trường ở gần mặt đất: (h << R):
- Khối lượng Trái Đất thường lấy M = 6.1024 kg
- Bán kính Trái Đất thường lấy R = 64.105 m
4. Ví dụ minh họa
Bài 1: Hai khối cầu giống nhau được đặt sao cho tâm cách nhau khoảng r thì lực hấp dẫn giữa chúng là F. Nếu thay một trong hai khối cầu trên bằng một khối cầu đồng chất khác nhưng có bán kính lớn gấp hai, vẫn giữ nguyên khoảng cách giữa hai tâm (hai khối cầu không chạm nhau) thì lực hấp dẫn giữa chùng lúc này là:
A. 2F. B. 16F. C. 8F. D. 4F.
Lời giải
Ban đầu, ta có:
Giả sử ta thay m2 → m2′
Ta có: r′2 = 2r2 = 2r1
+ Khối lượng của
+ Áp dụng biểu thức tính lực hấp dẫn, ta có:
Đáp án: C
Bài 2: Biết gia tốc rơi tự do ở đỉnh và chân một ngọn núi lần lượt là 9,809m/s2 và 9,810m/s2. Coi Trái Đất là đồng chất và chân núi cách tâm Trái Đất 6370km. Chiều cao ngọn núi này là:
A. 324,7 m.
B. 640 m.
C. 649,4 m.
D. 325 m.
Lời giải
Gọi h là chiều cao của ngọn núi, g và gh lần lượt là gia tốc rơi tự do tại chân núi và đỉnh núi, ta có:
Lấy ta được:
≈ 0,3247km = 324,7m
Đáp án: A
5. Bài tập tự luyện
Bài 1: Một vật có khối lượng 8 kg trượt xuống một mặt phẳng nghiêng nhẵn với gia tốc 2 m/s2. Lực gây ra gia tốc này bằng bao nhiêu? So sánh độ lớn của lực này với trọng lực của vật. Lấy g = 10m/s2.
Bài 3: Hai tàu thuỷ, mỗi chiếc có khối lượng 50 000 tấn ở cách nhau 1 km. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một quả cân có khối lượng 20 g. Lấy g = 10m/s2.
Bài 3: Hai quả cầu giống nhau, mỗi quả cầu có khối lượng m = 500 kg và bán kính R = 50 cm. Xác định lực hấp dẫn lớn nhất giữa chúng?
Bài 4: Biết bán kính của Trái Đất là R. Lực hút của Trái Đất đặt vào một vật khi vật ở mặt đất là 45 N, khi lực hút là 5N thì vật ở độ cao h bằng bao nhiêu?
Bài 5: Hai vật có khối lượng lần lượt là 20 kg, 40 kg đặt cách nhau 60 m. Lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu? Cho hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11N.m2/kg2
Bài 6: Ở trên mặt đất một vật có trọng lượng 9 N. Khi chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 3R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu?
Bài 7: Một phi hành gia khi ở mặt đất chịu tác dụng của trọng lực là 700 N. Khi phi hành gia đến một điểm cách tâm Trái Đất 5R (R là bán kính Trái Đất) thì trọng lực tác dụng lên người phi hành gia đó là bao nhiêu?
Bài 8: Lực hút của Trái Đất đặt vào một vật khi vật ở mặt đất là 45 N, khi vật ở độ cao h là 5N. Biết bán kính trái đất là R, tính độ cao h?
Bài 9: Một vật có khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10 N. 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?
Bài 10: Hai tàu thuỷ, mỗi chiếc có khối lượng 100 000 tấn ở cách nhau 0,5 km. Lấy g = 10m/s2. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một quả cân có khối lượng 50 g.
Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:
Sách VietJack thi THPT quốc gia 2024 cho học sinh 2k6:
Săn shopee siêu SALE :
- Sổ lò xo Art of Nature Thiên Long màu xinh xỉu
- Biti's ra mẫu mới xinh lắm
- Tsubaki 199k/3 chai
- L'Oreal mua 1 tặng 3
- Soạn Văn 12
- Soạn Văn 12 (bản ngắn nhất)
- Văn mẫu lớp 12
- Giải bài tập Toán 12
- Giải BT Toán 12 nâng cao (250 bài)
- Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 (100 đề)
- Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 (100 đề)
- Giải bài tập Vật lý 12
- Giải BT Vật Lí 12 nâng cao (360 bài)
- Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 12 (có đáp án)
- Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Lí (18 đề)
- Giải bài tập Hóa học 12
- Giải bài tập Hóa học 12 nâng cao
- Bài tập trắc nghiệm Hóa 12 (80 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Hóa (18 đề)
- Giải bài tập Sinh học 12
- Giải bài tập Sinh 12 (ngắn nhất)
- Chuyên đề Sinh học 12
- Đề kiểm tra Sinh 12 (có đáp án)(hay nhất)
- Ôn thi đại học môn Sinh (theo chuyên đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sinh (18 đề)
- Giải bài tập Địa Lí 12
- Giải bài tập Địa Lí 12 (ngắn nhất)
- Giải Tập bản đồ và bài tập thực hành Địa Lí 12
- Bài tập trắc nghiệm Địa Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Địa (20 đề)
- Giải bài tập Tiếng anh 12
- Giải bài tập Tiếng anh 12 thí điểm
- Giải bài tập Lịch sử 12
- Giải tập bản đồ Lịch sử 12
- Bài tập trắc nghiệm Lịch Sử 12
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sử (20 đề)
- Giải bài tập Tin học 12
- Giải bài tập GDCD 12
- Giải bài tập GDCD 12 (ngắn nhất)
- Bài tập trắc nghiệm GDCD 12 (37 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn GDCD (20 đề)
- Giải bài tập Công nghệ 12