Vật lý 10 cơ bản - Lực hấp dẫn - Định luật vạn vật hấp dẫn

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪

    Bài 1 trang 69 sgk vật lí 10. Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn và viết hệ thức của lực hấp dẫn?
    Hướng dẫn:
    Định luật: 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.
    2. Công thức: \({F_{h{\rm{d}}}} = G{{{m_1}{m_2}} \over {{r^2}}}\)
    Trong đó m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng; \(G = 6,{67.10^{ - 11}}{{N.{m^2}} \over {k{g^2}}}\) gọi là hằng số hấp dẫn.




    Bài 2 trang 69 sgk vật lí 10. Nêu định nghĩa trọng tâm của vật?
    Hướng dẫn giải:
    Trọng tâm của vật là điểm đặt của vectơ trọng lực của vật




    Bài 3 trang 69 sgk vật lí 10. Tại sao gia tốc rơi tự do và trọng lượng của vật càng lên cao lại càng giảm?
    Hướng dẫn 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)
    P = mg = G.Mm/R² (1)
    * Vật ở độ cao h => cách tâm trái đất: d = R+h
    P’ = mg’ = G.Mm/(R+h)² (2)
    lấy (2) chia (1)
    g’ / g = R² / (R+h)²
    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 giãm => P giảm




    Bài 4 trang 69 sgk vật lí 10. Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bạn kính của Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu?
    A. 1 N
    B. 2,5 N
    C. 5N
    D. 10N
    Hướng dẫn giải:
    Ta có độ lớn của trọng lực (trọng lực)
    \( P = G \frac{mM}{(R + h)^{2}}\)
    Tại mặt đất \( P_1= G\frac{mM}{R^{2}}\) (1)
    Ở độ cao cách tâm Trái Đất một đoạn \(2R \Rightarrow h = R\)
    \( P_2= G\frac{mM}{(R + R)^{2}}\) = G\(\frac{mM}{4R^{2}}\) (2)
    \(\frac{(2)}{(1)}\Rightarrow \frac{P_{2}}{P_{1}}=\frac{1}{4} \Rightarrow P_2= \frac{P_{1}}{4} =\frac{10}{4}= 2,5N\)
    Đáp án: B




    Bài 5 trang 70 sgk vật lí 10. 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.
    A. Lớn hơn
    B. Bằng nhau
    C. Nhỏ hơn
    D. Chưa thể biết.
    Hướng dẫn giải:
    + Ta có Fhd = G\(\frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}\)
    Fhd = \(\frac{6,67.10^{-11}.(5.10^{7})^{2}}{(10^{3})^{2}}\) = 166,75 .10-3 (N)
    + Trọng lượng của 1 quả cân: P = mg
    P = 2.10-2.10 = 2.10-1(N)
    P > Fhd
    Chọn C.




    Bài 6 trang 70 sgk vật lí 10. 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 giải:
    Áp dụng công thức
    Fhd = G\(\frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}\) = \(\frac{6,67.10^{-11}.7,37.10^{22}.6.10^{24}}{(38.10)^{14}}\)
    Fhd = 0,20425.10-21 ≈ 2,04.1020 (N)




    Bài 7 trang 70 sgk vật lí 10. Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg khi người đó ở
    a) Trên Trái Đất (lấy g = 9,8 m/s2)
    b) Trên Mặt Trăng (lấy gmt = 1,70 m/s2)
    c) Trên Kim Tinh (lấy gkt = 8,7m/s2)
    Hướng dẫn:
    Áp dụng công thức : P = mg
    a) Trên Trái Đất : P = 75 x 9,8 = 735N
    b) Trân Mặt Trăng: P = 75 x 1,7 = 127,5N
    c) Trên Kim Tinh: P = 75 x 8,7 = 652,5N