CHỦ ĐỀ XÁC ĐỊNH LỰC HẤP DẪN
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
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.
Công thức:
\({F_{h{\rm{d}}}} =\displaystyle G{{{m_1}{m_2}} \over {{r^2}}}\)
Trong đó:
+ m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng;
+ \(G = 6,{67.10^{ - 11}}\displaystyle{{N.{m^2}} \over {k{g^2}}}\) gọi là hằng số hấp dẫn.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Trái Đất hút Mặt Trăng với một lực bằng bao nhiêu?
Cho biết khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất là R = 38. 107m, khối lượng của Mặt Trăng m = 7,37.1022 kg, khối lượng của Trái Đất M = 6,0.1024kg.
Hướng dẫn
Trái Đất hút Mặt Trăng với một lực bằng:
\({F_{hd}} = G{{{m_1}{m_2}} \over {{r^2}}} = {6,67.10^{ - 11}}.{{{{7,37.10}^{22}}{{.6.10}^{24}}} \over {{{\left( {{{38.10}^7}} \right)}^2}}} \)
\(= {2,04.10^{20}}N\)
Bài 2. Khối lượng Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng Trái Đất 81 lần, Khoảng cách giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất. Lực hút của Trái Đất và của Mặt Trăng tác dụng vào một vật cân bằng nhau tại điểm nào trên đường thẳng nối tâm của chúng,
Hướng dẫn
Phân tích bài toán
Trái Đất: bán kính R; khối lượng M
=> khối lượng mặt trăng: M/81
khoảng cách từ Trái đất tới mặt trăng: 60R
Gọi h là điểm mà tại đó lực hấp dẫn của mặt Trăng tới điểm đó cân bằng với lực hấp dẫn của Trái Đất tới điểm đó
=> khoảng cách từ điểm đó tới Mặt Trăng: 60R - h
Giải
\(\frac{GMm}{{{h}^{2}}}=\frac{GMm}{{{(60R-h)}^{2}}}\)=> h=54R.
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1:Tính lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy, mỗi tàu có khối lượng 150000 tấn khi chúng ở cách nhau 1km.
Lực đó có làm chúng tiến lại gần nhau không ?
Bài 2:Hai quả cầu có cùng khối lượng 200kg, bán kính 5m đặt cách nhau 100m.
Lực hấp dẫn giữa chúng lớn nhất bằng ?
ĐS: 2,688.10-10N
Bài 3:Tính lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng, biết rằng chúng có khối lượng lần lượt là 6.1024kg và 7,4.1022kg và chúng cách nhau 384000km ?
ĐS: 2.1020N
Bài 4:Trong một thí nghiệm, giống như thí nghiệm năm 1978 mà ông Cavendish đã xác định hằng số hấp dẫn, khối lượng của các quả cầu bằng chì nhỏ và lớn ứng với m=0,729kg và M=158kg. Khoảng cách giữa chúng bằng 3m.
Tính lực hút giữa chúng ?
ĐS: 8,5.10-10N
Bài 5: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 200kg bay trên một quỹ đạo tròn có tâm là tâm của Trái Đất, có độ cao so với mặt đất là 1600km. Trái Đất có bán kính R=6400km.
Hãy tính lực hấp dẫn mà Trái Đất tác dụng lên vệ tinh, lấy gần đúng gia tốc rơi tự do trên mặt đất là g=10m/s2. Lực ấy có tác dụng gì ?
ĐS: 1250N
Bài 6: Cho biết khối lượng Trái dất là M = 6.1024 Kg, khối lượng của một hòn đá là m=2,3kg, gia tốc rơi tự do là g = 9,81m/s2.
Hỏi hòn đá hút Trái đất với một lực bằng bao nhiêu ?
ĐS: 22,6N
...
---(Nội dung tiếp theo của phần bài tập, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Bài tập tự luận chủ đề Xác định lực hấp dẫn môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
