1. Nêu cách biểu diễn lực hấp dẫn giữa hai chất điểm.
2. Tính lực hấp dẫn giữa hai quả cầu giống nhau, khối lượng mỗi quả cầu là 3kg, có bán kính 10 cm, tâm của hại quả cầu đặt cách nhau 80 cm.
So sánh lực hấp dẫn của hai quả cầu trên với trọng lực của chúng. Giải thích tại sao hai lực này lại có độ lớn khác nhau.
1. Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm có phương là đường nối hai chất điểm, có chiều hướng vào nhau và điểm đặt ở hai chất điểm.
2. Lực hấp dẫn giữa hai quả cầu khác trọng lực của hai quả cầu là do lực hấp dẫn giữa chúng là tương tác giữa 2 quả cầu phụ thuộc vào khoảng cách và khối lượng giữa chúng, còn trọng lực của chúng là phụ thuộc vào khối lượng Trái Đất nên độ lớn lực khác nhau
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} = 6,{68.10^{ - 11}}.\frac{{3.3}}{{0,{8^2}}} = 93,{94.10^{ - 11}}N\)
P = mg = 3.9,8 = 29,4 N → 3,13.1010 N
Như vậy là trọng lực của quả cầu vô cùng lớn so với lực hấp dẫn giữa hai quả cầu, nên ta cảm nhận được rõ trọng lực của vật hơn lực hấp dẫn giữa chúng.
Các bài tập cùng chuyên đề
1. Khi thả rơi viên đá ở Hình 1.2, tại sao viên đá luôn rơi về phía mặt đất?
2. Nêu đặc điểm của lực hút viên đá rơi về phía Trái Đất?
Biểu thức (1.1) được áp dụng trong điều kiện nào?
1. Biểu diễn lực hấp dẫn giữa Trái Đất và quả bóng trong các trường hợp quả bóng ở các vị trí khác nhau như Hình 1.5.
2. Nêu nhận xét về độ lớn, phương, chiều của lực ở các vị trí trên?
1. Hãy biểu diễn lực hấp dẫn giữa quả táo đang rơi xuống mặt đất và Trái Đất. Tại sao không quan sát thấy Trái Đất rơi về phía quả táo?
2. Trình bày cách tính lực hấp dẫn giữa quả táo và Trái Đất khi biết khối lượng quả táo mà không áp dụng biểu thức (1.1)
Dựa vào các hiện tượng dưới đây, hãy thảo luận để chứng tỏ mọi vật có khối lượng đều tạo ra một trường hấp dẫn xung quanh nó.
Vì sao cùng chịu lực hút Trái Đất, quả táo rơi xuống mặt đất nhưng Mặt Trăng thì không?
Vì sao ta không cảm nhận thấy lực hấp dẫn giữa các vật xung quanh trong cuộc sống hằng ngày?
Cho biết khối lượng của Trái Đất và Mặt Trăng lần lượt là 5,97.1024 kg và 7,37.1022 kg. Khoảng cách giữa chúng là 384400 km.Tính lực hấp dẫn giữa chúng.
Đặc điểm nào cho biết trường hấp dẫn ở gần bề mặt Trái Đất là trường đều?
Trạm vũ trụ quốc tế ISS (International Space Station) là một tổ hợp công trình quốc tế nhằm nghiên cứu không gian trên quỹ đạo tầng thấp của Trái Đất. Trạm có khối lượng 444 615 kg và chuyển động trên quỹ đạo thấp nhất, cách mặt đất 370 km. Tính lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên trạm ISS. Biết rằng, Trái Đất có khối lượng 5,97.1024 kg và bán kính 6370 km.
Trong tác phẩm Principia, bên cạnh việc phát triển ba định luật về chuyển động, Newton (Niu-tơn) (1643 – 1727) cũng trình bày những nghiên cứu liên quan đến chuyển động của các hành tinh và Mặt Trăng. Đặc biệt, ông luôn đặt câu hỏi về bản chất của lực tác dụng để giữ cho Mặt Trăng chuyển động trên quỹ đạo gần tròn xung quanh Trái Đất. Vậy độ lớn, phương và chiều của lực đó có đặc điểm như thế nào?
Xét gần đúng chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất là tròn đều, hãy xác định phương chiều và tính toán độ lớn gia tốc của Mặt Trăng.
Nêu một số ví dụ những vật trong thực tế có thể xem gần đúng là những quả cầu đồng nhất.
1. Không cần tính toán, hãy dự đoán xem điểm P gần Trái Đất hay Mặt Trăng hơn. Vì sao?
2. Xác định lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng
Giữa các vật có khối lượng luôn tồn tại lực hấp dẫn. Tại sao chúng ta không thể cảm nhận được lực hấp dẫn của những vật thông thường như bàn ghế, nhà cửa tác dụng lên chúng ta?
Vào giữa trưa, lực hấp dẫn của Mặt Trời và Trái Đất tác dụng lên vật tại một vị trí xác định trên bề mặt Trái Đất theo hai hướng ngược nhau. Trong khi đó, vào nửa đêm, hai lực này lại cùng hướng. Vậy khi sử dụng cân lò xo, có phải chỉ số khi cân vật lúc giữa trưa nhỏ hơn chỉ số khi cân vật vào vào lúc nửa đêm hay không? Vì sao?
Xét hai quả cầu được đặt cách nhau 20 cm thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn 5.10−9 N.
a) Xác định khối lượng của mỗi quả cầu biết rằng tổng khối lượng của chúng là 4 kg.
b) Ta có thể quan sát thấy sự dịch chuyển lại gần nhau của hai quả cầu không? Tại sao?
