Lực hấp dẫn là gì? Định luật vạn vật hấp dẫn và công thức tính lực hấp dẫn từ A – Z

Tiếp tục ở chuyên mục Vật Lý hôm nay, THPT CHUYÊN LAM SƠN sẽ chia sẻ lý thuyết lực hấp dẫn là gì ? Công thức tính lực hấp dẫnđịnh luật vạn vật hấp dẫn kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết trong bài viết dưới đây để các bạn cùng tham khảo

Lực hấp dẫn là gì ?

Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.

Ví dụ : Trọng lực trên mặt trăng bằng khoảng 16% so với trọng lực trên Trái đất. Sao Hỏa có lực hút bằng khoảng 38% lực hút Trái đất. Còn hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời là Mộc tinh, có trọng lực gấp 2,5 lần trọng lực của Trái đất. (So sánh tương ứng trên bề mặt mỗi hành tinh.)

Đặc điểm của lực hấp dẫn

  • Là lực hút
  • Điểm đặt: Đặt ngay tại trọng tâm của vật (chất điểm)
  • Giá của lực: Là đường thẳng đi qua tâm của 2 vật

Công thước tính lực hấp dẫn

Fhd = G.(m1m2/r2)

Trong đó:

  • m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm
  • r là khoảng cách giữa chúng;
  • G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 gọi là hằng số hấp dẫn.

Tham khảo thêm:

Định luật vạn vật hấp dẫn

Phát biểu như sau: 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.

Điều kiện áp dụng định luật

  • Khoảng cách giữa 2 vật rất lớn so với kích thước của chúng, khi đó 2 vật được coi là 2 chất điểm.
  • 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 tâm.

Bài tập tính lực hấp dẫn có lời giải

Ví dụ 1: Khi khối lượng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều giảm đi một nửa thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn:

  • A. Giảm đi 8 lần
  • B. Giảm đi một nửa
  • C. Giữ nguyên như cũ
  • D. Tăng gấp đôi

Lời giải

Chọn đáp án C

Ví dụ 2: Khối lượng hai vật được giữ không đổi, độ lớn lực hấp dẫn phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai vật như thế nào?

  • A. tỉ lệ thuận
  • B. tỉ lệ nghịch
  • C. tỉ lệ với bình phương khoảng cách
  • D. tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách

Lời giải

Chọn đáp án D

Ví dụ 3: Tại điểm có xu hướng như thế nào trên đoạn thẳng nối tâm Trái Đất và Mặt Trăng thì lực hấp dẫn Trái Đất và Mặt Trăng tác dụng vào một vật tại điểm đó cân bằng?

  • A. gần Mặt Trăng hơn
  • B. gần Trái Đất hơn
  • C. nằm ở trung điểm đoạn nối tâm
  • D. không tồn tại điểm đó

Lời giải

Chọn đáp án A

Ví dụ 4: Tại sao gia tốc rơi tự do và trọng lượng của vật càng lên cao lại càng giảm?

Lời giải

Lực hấp dẫn giữa hai vật: F = G.Mm/d²

Trong đó M,m,d là khối lượng và khoảng cách giữa hai vật, G là hằng số hấp dẫn.
Vật có khối lượng m nhỏ hơn nhiều so với trái đất, ta xem lực tác dụng của trái đất lên vật là F = P = mg gọi là trọng lực

 Vật ở gần mặt đất: d = R (bán kính trái đất)

cong-thuc-tinh-luc-hap-dan

Gia tốc trọng trường tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ vật đến tâm trái đất

Khi h càng lớn (càng lên cao) thì g càng giảm.

P = mg, nên khi g giảm ⇒ P giảm

Ví dụ 5 Hai vật có kích thước nhỏ X và Y cách nhau 1 khoảng d (m) thì X hấp dẫn Y với một lực 16 N. Nếu khoảng cách giữa X và Y bị thay đổi thành 2d thì Y sẽ hấp dẫn X với một lực bằng

Lời giải

cong-thuc-tinh-luc-hap-dan-4

Ví dụ 6: Hai tàu thuỷ có khối lượng 50000 tấn ở cách nhau 1 km. Tính lực hấp dẫn giữa chúng.

Lời giải

Đổi: 50000 tấn = 5.107 kg, 1 km = 1000 m

Độ lớn lực hấp dẫn giữa chúng là:

cong-thuc-tinh-luc-hap-dan-1

Ví dụ 7: Trái Đất có khối lượng 6.1024 kg, Mặt Trăng có khối lượng 7,4.1022 kg. Bán kính quỹ đạo của Mặt Trăng là R = 385000 km. Tại điểm nào trên mặt phẳng nối tâm của chúng, vật bị hút về Trái Đất và Mặt Trăng với những lực bằng nhau?

Lời giải

cong-thuc-tinh-luc-hap-dan-2

Ví dụ 8: Hai tàu thủy, mỗi chiếc có khối lượng 50 000 tấn ở cách nhau 1 km. lấy g = 10 m/s2. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một cái cân có khối lượng của một quả cân có khối lượng 20g.

Lời giải

Lực hấp dẫn giữa hai tàu thuỷ:

cong-thuc-tinh-luc-hap-dan-3

⇒ P > Fhd

Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn có thể phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và công thức tính lực hấp dẫn để áp dụng vào làm bài tập nhanh chóng và chính xác nhé

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply