Lực kế là gì? Công thức tính lực kế (chi tiết nhất)

Bài viết Lực kế là gì? Công thức tính lực kế với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lực kế là gì? Công thức tính lực kế.

Lực kế là gì? Công thức tính lực kế (chi tiết nhất)

(199k) Xem Khóa học Vật Lí 12 KNTTXem Khóa học Vật Lí 12 CDXem Khóa học Vật Lí 12 CTST

1. Trọng lực là gì? 

Trái Đất của chúng ta chứa vạn vật, bao gồm cả những sinh vật sống và những vật vô tri vô giác. Vậy điều gì giữ cho chúng ta, những loài sinh vật khác và những món đồ vật ấy không bị văng ra khỏi trái đất. Trái đất có tác động gì đến con người và vạn vật tồn tại trên mặt đất hay không. Trong thực tế là có, chính vì sự tác động này, nói cách khác chính là lực hấp dẫn, trọng lực mà chúng ta có thể đứng được trên mặt đất. Nói một cách đơn giản đó là trái đất có một lực hút và lực hút đó được gọi là trọng lực.

2. Trọng lượng là gì?

Theo các nhà khoa học thì trọng lực là lực hút của trái đất tác dụng lên một vật. Phương của trọng lực là phương thẳng đứng, chiều hướng về tâmcuar trái đất. Mọi vật trên trái đất này đều chịu lực hấp dẫn của trái đất. Chính vì thế chúng ta có thể đi lại, đứng yên trên mặt đất mà không bị bay lên hay văng ra ngoài hành tinh. Các nhà khoa học thường sử dụng lực kế để xác định độ lớn của lực.

Bên cạnh đó, khối lượng của một vật có tỉ lệ thuận với trọng lượng của vật đó. Độ lớn càng cao thì độ lớn của trọng lượng càng lớn. Các nhà khoa học đã chứng minh được công thức để tính toán trọng lượng thông qua khối lượng của mộ vật như sau: P=10xm. Trong đó P là độ lớn của trọng lượng, m là khối lượng của vật. Đối với các em lớp 6 học bộ môn Vật Lý thì công thức này được áp dụng nhiều trong các bài tập. Các em sẽ có những bài tập tính toán về trọng lượng hoặc khối lượng của vật.

3. Đơn vị đo của lực

Đơn vị đo của lực được gọi là Newton kí hiệu là N. Đây là đơn vị đo của lực được sự công nhận trong hệ đo lường quốc tế. Tên gọi của đơn vị đo này cũng được đặt theo tên nhà bác học Isaac Newton. Trọng lượng được đo bằng đơn vị N. Độ lớn lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật đó chính là trọng lượng. Khi thả rơi một vật từ trên không trung,vật đó rơi xuống đất chính là đang chịu tác dụng của trọng lực. Một vật được đưa lên càng cao thì trọng lượng của vật đó càng giảm.

Người ta dùng lực kế phép đo trọng lượng và khối lượng để đo trọng lượng của một vật. Các em sẽ được thực hành điều này trong các tiết Vật lý trên lớp. Công thức tính trọng lực trong mọi trường hợp là P=mxg.

Trong đó:

● P là trọng lượng có đơn vị là N

● m là khối lượng đơn vị kg

● g là gia tốc

Gia tốc có thể thay đổi trong các môi trường khác nhau. Một điều thú vị đó là gia tốc trọng trường trên mặt trời có giá trị khoảng 274 m/s², gấp khoảng 28 lần gia tốc Trái Đất. Do đó, mọi vật sẽ nặng hơn 28 lần nếu ở trên Mặt trời.

4. Tìm hiểu về lực kế

4.1. Lực kế là gì?

● Lực kế là dụng cụ dùng để đo lực

● Lực kế thường dùng là lực kế lò xo

● Có loại lực kế đo lực kéo, có loại lực kế đo lực đẩy và cũng có loại để đo cả hai lực trên.

 4.2. Các loại lực kế

Hiện nay có hai loại lực kế thường dùng đó là lực kế cơ học và lực kế kỹ thuật số.

-Lực kế cơ học: Một lực kế cơ học thông thường được gọi là thang lò xo, có móc và lò xo gắn vào một vật thể và đo lượng lực lên lò xo để kéo dài nó.

-Lực kế kỹ thuật số: Lực kế kỹ thuật số là một cảm biến tải. Một cảm biến tải là một thiết bị điện tử được sử dụng để chuyển đổi một lực thành tín hiệu điện. Thông qua một sự sắp xếp cơ học, lực được cảm nhận làm biến dạng một máy đo biến dạng. Máy đo biến dạng chuyển đổi biến dạng thành tín hiệu điện. Phần mềm và thiết bị điện tử của máy đo lực chuyển đổi điện áp của tế bào tải thành giá trị lực được hiển thị trên thiết bị.

4.3. Mô tả một lực kế lò xo đơn giản

-Lực kế có một chiếc lò xo một đầu gắn vào vỏ lực kế, đầu kia có gắn một cái móc và một cái kim chỉ thị. Kim chỉ thị chạy trên mặt một bảng chia độ. 

Đo một lực bằng lực kế: 

-Cách đo lực:

● Đầu tiên phải điều chỉnh số 0, nghĩa là phải điều chỉnh sao cho khi chưa đo lực, kim chỉ thị nằm đúng vạch 0.

● Cho lực cần đo tác dụng vao lực kế.

● Phải cầm vào vỏ lực kế và hướng sao cho lò xo lực kế nằm dọc theo phương của lực cần có.

-Thực hành đo lực

● Xác định trọng lượng của quyển SGK, ghi chép kết quả

● Khi đo cần phải cầm lực kế sao cho lò xo lực kế nằm ở tư thế thẳng đứng, vì lực cần đo là trọng lực có phương thẳng đứng.

-Công thức liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng

Ví dụ:

● Một quả cân có khối lượng 300g thì có trọng lượng là 3N.

● Một quả cân có khối lượng 500g thì có trọng lượng là 5N.

● Một túi đường có khối lượng là 1kg thì có trọng lượng là 10N.

Như vậy giữa trọng lượng và khối lượng của cùng một vật có hệ thức P=10m

Hệ thức liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng của cùng một vật: P=10m

Trong đó:

● m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kilogam(kg)

● P là trọng lượng của vật, đơn vị đo là niuton(N)

5. Bài tập vận dụng

Câu 1: Câu nào dưới đây là đúng?

A. Lực kế là dụng cụ để đo cả trọng lượng lẫn khối lượng.

B. Khi cân hàng hóa đem theo người lên máy bay thì ta quan tâm đến trọng lượng của hàng hóa.

C. Khi cân một túi kẹo thì ta quan tâm đến trọng lượng của túi kẹo.

D. Khi một ô tô tải chạy qua một chiếc cầu yếu, nếu khối lượng của ô tô quá lớn sẽ có thể làm gãy cầu.

Đáp án

- Lực kế dùng để đo lực ⇒ A sai.

- Khi cân một túi kẹo thì ta quan tâm đến khối lượng của túi kẹo ⇒ C sai

- Khi một ô tô tải chạy qua một chiếc cầu yếu, nếu trọng lượng của ô tô quá lớn sẽ có thể làm gãy cầu ⇒ D sai

Vậy đáp án đúng là B

Câu 2: Kết luận nào sai khi nói về trọng lượng của vật?

A. Trọng lượng là cường độ của trọng lực.

B. Trọng lượng của vật tỉ lệ với khối lượng của vật.

C. Có thể xác định trọng lượng của vật bằng lực kế.

D. Trọng lượng của vật tỉ lệ với thể tích vật.

Đáp án

Kết luận sai khi nói về trọng lượng của vật là trọng lượng của vật tỉ lệ với thể tích vật. Điều này chỉ đúng khi ta so sánh các vật làm cùng một chất

Câu 3: Khi treo một vật thẳng đứng vào lực kế, ta thấy số chỉ của lực kế là 150N. Khối lượng của vật đó là:

A. 15 kg

B. 150 g

C. 150 kg

D. 1,5 kg

Đáp án

Số chỉ của lực kế khi treo vật là trọng lượng của vật ⇒ P = 150N

Ta có: P = 10.m = 150 ⇒ m = 15 kg ⇒ Đáp án A

Câu 4: Khi kéo vật khối lượng 1kg lên theo phương thẳng đứng phải cần lực như thế nào?

A. Lực ít nhất bằng 1000N

B. Lực ít nhất bằng 100N

C. Lực ít nhất bằng 10N

D. Lực ít nhất bằng 1N

Đáp án

- Trọng lực tác dụng lên vật: P = 10.m = 10.1 =10N

- Để kéo được vật cần một lực tối thiểu 10N

⇒ Đáp án C

Câu 5: Một vật có khối lượng 600g thì trọng lượng của vật đó là bao nhiêu?

Đáp án

Đổi m = 600g = 0,6 kg

Trọng lượng P = 10.m = 0,6.10 = 6N

Câu 6: Khi treo một vật khối lượng m₁ vào lực kế thì độ dài thêm của lò xo lực kế là Δl₁ = 3cm. Nếu lần lượt treo vào lực kế các vật có khối lượng m₂ = 2m₁, m₃ = $\frac{1}{3}$m₁thì độ dài thêm ra của lò xo lực kế sẽ lần lượt là bao nhiêu?

Đáp án

- Nếu m₂ = 2m₁thì độ dài thêm ra của lò xo Δl₂ = 2Δl₁ = 2.3 = 6cm

- Nếu m₃ = $\frac{1}{3}$m₁thì độ dài thêm ra của lò xo Δl₃ = $\frac{1}{3}$Δl₁ = $\frac{1}{3}$.3 = 1cm

(199k) Xem Khóa học Vật Lí 12 KNTTXem Khóa học Vật Lí 12 CDXem Khóa học Vật Lí 12 CTST

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí sách mới hay, chi tiết khác:

• Lực đàn hồi là gì? Công thức tính lực đàn hồi

• Lực từ là gì? Công thức tính lực từ

• Nhiệt năng là gì? Công thức tính nhiệt năng

• Quán tính là gì? Công thức tính quán tính

• Quang phổ là gì? Công thức tính quang phổ

• Quỹ đạo chuyển động là gì? Công thức tính quỹ đạo chuyển động

---