Tốc độ vũ trụ cấp II là tốc độ tối thiểu một vật thể cần có để thoát ra

Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 3: Chuyển động trong trường hấp dẫn - Cánh diều

Tìm hiểu thêm trang 21 Chuyên đề Vật Lí 11: Tốc độ vũ trụ cấp II là tốc độ tối thiểu một vật thể cần có để thoát ra khỏi trường hấp dẫn của một thiên thể.

Nếu một vật ở Trái Đất được phóng với tốc độ vũ trụ cấp II thì năng lượng của vật khi phóng là: W=Wd+Wt=12mvII2GMmR

Năng lượng này đủ cho vật bắt đầu thoát ra khỏi trường hấp dẫn của Trái Đất với tốc độ bằng không. Khi đó, động năng của vật bằng không và thế năng hấp dẫn của vật cũng bằng không (do vật đã thoát khỏi trường hấp dẫn của Trái Đất).

Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: 12mvII2GMmR=0

Suy ra: vII=2GMR(3.4)

Thay số, ta thu được tốc độ vũ trụ cấp II đối với Trái Đất là:

vII1,12.104 m/s=11,2 km/s

Những vật có khối lượng rất lớn và mật độ chất đậm đặc, sinh ra lực hấp dẫn lớn đến mức ngay cả ánh sáng (có tốc độ 3.108 m/s) cũng không thể thoát khỏi đó và được gọi là hố đen vũ trụ. Cho biết Mặt Trời có khối lượng 1,99.1030 kg. Để trở thành một hố đen vũ trụ, Mặt Trời cần co bé lại thành một quả cầu có bán kính bao nhiêu để ánh sáng không thể thoát khỏi bề mặt của nó?

Quảng cáo

Lời giải:

Để ánh sáng không thể thoát khỏi bề mặt của Mặt Trời thì tốc độ vũ trụ cấp II đối với Mặt Trời phải lớn hơn hoặc bằng tốc độ ánh sáng.

vII=2GMR=3.108 m/s2.6,67.1011.1,99.1030R=3.108R2949,6 m

Khi đó Mặt Trời phải co bé lại thành qua quả cầu có bán kính gần 3 km để ánh sáng không thể thoát ra khỏi bề mặt của nó.

Quảng cáo

Lời giải Chuyên đề Vật Lí 11 Bài 3: Chuyển động trong trường hấp dẫn hay, chi tiết khác:

Quảng cáo
Quảng cáo

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Vật Lí 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, SÁCH LUYỆN THI DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 11

Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi, sách dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.


Giải bài tập lớp 11 sách mới các môn học
Tài liệu giáo viên