PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Áp dụng các công thức:
- Tính độ lớn của lực hấp dẫn:
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)
Trong đó:
m1 và m2 là khối lượng của hai chất điểm (kg)
r là khoảng cách giữa hai chất điểm (m)
Fhd là độ lớn lực hấp dẫn (N)
G là hằng số hấp dẫn có giá trị là 6,67.10-11 N.m2/kg2
- Độ lớn của trọng lực (trọng lượng):
\(P = G\frac{{mM}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
Trong đó:
m là khối lượng của vật (kg)
h là độ cao của vật so với mặt đất (m)
M và R lần lượt là khối lượng và bán kính của Trái Đất
- Gia tốc rơi tự do:
\(g = \frac{{GM}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
- Nếu vật ở gần mặt đất (h << R):
\(g = \frac{{GM}}{{{R^2}}}\)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Hai quả cầu đồng chất có khối lượng 20 kg, bán kính 10 cm, khoảng cách giữa hia tâm của chúng là 50 cm. Biết rằng số hấp dẫn là G = 6,67.10-11N.m2/kg2 . Độ lớn lực tương tác hấp dẫn giữa chúng là
A. 1,0672.10-8 N.
B. 1,0672.10-6 N.
C. 1,0672.10-7 N.
D. 1,0672.10-5 N.
Giải
Ta có:
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} = \frac{{{{6,67.10}^{ - 11}}{{.20}^2}}}{{{{0,5}^2}}} = {1,067.10^{ - 7}}N\)
Chọn C.
Ví dụ 2: Cho biết khoảng cách giữa tâm Mặt Trăng và tâm Trái Đất là 38.107 m; khối lượng Mặt Trăng và Trái Đất tương ứng là 7,37.1022 kg và 6.1024 kg; hằng số hấp dẫn G = 1,0672.10-8 N. Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng có độ lớn là
A. 0,204.1021 N.
B. 2,04.1021 N.
C. 22.1025 N.
D. 2.1027 N.
Giải
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng có độ lớn là:
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} = \frac{{{{6,67.10}^{ - 11}}{{.7,37.10}^{22}}{{.6.10}^{24}}}}{{{{({{38.10}^7})}^2}}} \approx {0,204.10^{21}}N\)
Chọn A.
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Hai khối cầu giống nhau được đặt sao cho tâm cách nhau khoảng r thì lực hấp dẫn giữa chúng là F. Nếu thay một trong hai khối cầu trên bằng một khối cầu đồng chất khác nhưng có bán kính lớn gấp hai, vẫn giữ nguyên khoảng cách giữa hai tâm (hai khối cầu không chạm nhau) thì lực hấp dẫn giữa chùng lúc này là
A. 2F.
B. 16F.
C. 8F.
D. 4F.
Câu 2: Ở mặt đất, một vật có trọng lượng 10 N. Nếu chuyển vật này ở độ cao cách Trái Đất một khoảng R (R là bán kính Trái Đất) thì trọng lượng của vât bằng
A. 1 N.
B. 2,5 N.
C. 5 N.
D. 10 N.
Câu 3: Biết gia tốc rơi tự do ở đỉnh và chân một ngọn núi lần lượt là 9,809 m/s2 và 9,810 m/s2. Coi Trái Đất là đồng chất và chân núi cách tâm Trái Đất 6370 km. Chiều cao ngọn núi này là
A. 324,7 m.
B. 640 m.
C. 649,4 m.
D. 325 m.
Câu 4: Coi khoảng cách trung bình giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng gấp 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng Trái Đất 81 lần. Xét vật M nằm trên đường thẳng nối tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng mà ở đó có lực hấp dẫn của Trái Đất và của Mặt Trăng cân bằng nhau. So với bán kính Trái Đất, khoảng cách từ M đến tâm Trái Đất gấp
A. 56,5 lần.
B. 54 lần.
C. 48 lần.
D. 32 lần.
Câu 5: Cho tam giác vuông cân ABC vuông tại C,có cạnh huyền AB = R. Tại ba đỉnh A, B và C của tam giác, người ta đặt 3 chất điểm có khối lượng lần lượt là m, 2m và 3m. Tìm lực hấp dẫn tác dụng lên chất điểm tại C.
\(\begin{array}{l} A.3\sqrt 5 G\frac{{{m^2}}}{{{R^2}}}\\ \underline B .6\sqrt 5 G\frac{{{m^2}}}{{{R^2}}}\\ C.12G\frac{{{m^2}}}{{{R^2}}}\\ D.6G\frac{{{m^2}}}{{{R^2}}} \end{array}\)
Hình vẽ hướng dẫn giải:
.png?enablejsapi=1)
...
------( Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)------
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Định luật vạn vật hấp dẫn môn Vật Lý 10 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung 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.
Chúc các em học tập tốt !
