Khi nắm bắt được khái niệm trọng lực và lực hấp dẫn là gì? Chúng ta sẽ hiểu vì sao trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn. Vậy hãy cùng vannuoccongnghiep tôi đi khám phá thêm về những kiến thức thú vị ngay trong bài viết dưới đây nhé! Chắc chắn sẽ khiến bạn thích thú đấy!
Tìm hiểu thêm về trọng lực và lực hấp dẫn
Xung quanh cuộc sống thường ngày của chúng ta luôn tồn cái cái gọi là lực hấp dẫn và trọng lực. Vậy 2 khái niệm này là gì?
Lực hấp dẫn
Lực hấp dẫn là một trong 4 loại lực cơ bản (lực điện từ, lực hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu, lực hấp dẫn). Loại lực này chính là lực khiến các vật chất có trọng lượng. Có thể hiểu một cách đơn giản chính là khi bạn leo lên trên bàn cân thì cái cân đó sẽ cho bạn biết chính xác trọng lượng tác động lên trên cơ thể là bao nhiêu.
Vậy có thể hiểu rằng, lực hấp dẫn là lực hút 2 vật về phía nhau. Chúng sẽ làm cho các hành tinh xoay quanh mặt trời và làm cho quả táo rơi xuống đất. Lực hấp dẫn chính là lực tác động từ xa trong một khoảng không gian giữa các vật. Một vật thể có khối lượng càng lớn thì lực hấp dẫn sẽ càng lớn và ngược lại.
Đặc điểm của lực hấp dẫn
- Là lực hút và có điểm đặt ở ngay trọng tâm của vật chất.
- Giá của lực là một đường thằng đi qua tâm của cả 2 vật.
- Định luật vạn vật hấp dẫn sẽ chỉ đúng khi mà khoảng cách ở cả 2 vật lớn hơn so với kích thước của nó. Hoặc có thẻ nhắc tới các vật đồng chất với dạng hình cầu.
Định luật vạn vật hấp dẫn
Lực hấp dẫn giữa 2 vật chất (chất điểm) bất kỳ sẽ tỷ lệ thuận với tích 2 khối lượng của chúng. Đồng thời nó sẽ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách ở giữa chúng.
Công thức tính lực hấp dẫn:
Trong đó:
- m1, m2 là khối lượng của 2 chất điểm
- r là khoảng cách của chúng
- G là hằng số hấp dẫn = 6.67.10-11Nm2/kg2
Lực hấp dẫn được hình thành khi một vật chịu sự tác động của ngoại lực sẽ khiến nó lệch ra khỏi quỹ đạo đang chuyển động. Xet trong hệ quy chiếu quán tính vào lúc này các vật di chuyển tự đo với một vận tốc không thay đổi. Và quỹ đạo của chúng sẽ tạo thành những đường trắc đĩa hay là độ cong của không gian. 2 vật thể cùng chịu các tác động sẽ sinh ra lực hút (hay còn gọi là lực hấp dẫn).
Trọng lực
Trọng lực hay còn gọi là lực hút của trái đất tác động lên 1 vật nào đó với phương thắng đứng và có chiều hướng về trái đất. Trọng lực này đã được xác định nhờ và cách tính khối lượng của vật rơi với gia tốc tự do tại nơi đặt vật đó.
Trọng lực và trọng lượng là 2 lực hoàn toàn khác nhau. Có thể hiểu một cách nôm na, trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn.
Công thức tính trọng lượng
Trong đó:
- m là khối lượng của vật (Kg)
- M và R là khối lượng và bán kính của Trái Đất
- h là hộ cao của vật so với mặt đất (m)
Ngoài công thức trên ta cũng có thêm công thức: P = mg, ta sẽ có ngay gia tốc rơi tự do.
Trong trường hợp vật ở gần với mặt đất thì
Tại sao nói trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn?
Qua phần khái niệm về lực hấp dẫn và trọng lực phía trên; chúng ta cũng có thể trả lời được câu hỏi “trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn”.
Vì trọng lực tác động lên 1 vật là lực hấp dẫn giữa vật chất đó với Trái Đất. Trọng lực khi đặt vào trong 1 điểm đặc biệt của 1 vật sẽ được gọi là trọng tâm của vật.
Lấy ví dụ để các bạn hiểu rõ hơn về câu hỏi “trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn”.
Vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ sẽ không rơi trở lại mặt đất khi mà tốc độ bay đạt được 7.9 km/s. Và các con tàu đi lên mặt trăng cần có tốc độ 11.2 km/s; khi muốn bay sang một hành tinh khác thì cần có tốc độ lớn hơn nữa. Vậy có cách nào để đạt được tốc độ đó không? Có đó chính là tên lửa đẩy.
Muốn xem một vật có thể chuyển động với tốc độ 7.9 km/s; để thoát ra được sức hút của trái đất cần sử dụng 1 năng lượng rất lớn. Một vật có khối lượng 1g muốn thoát ra khỏi trọng lực của trái đất; sẽ cần 1 nguồn năng lượng tương đương với điện năng có thể thắp sáng được 1.500 bóng đèn 40W trong 1 giờ.
Bên cạnh đó, tên lửa bay cũng cần nhờ tới chất khí phụt ra phía sau để tạo thành 1 phản lực. Khí phụt ra càng manh, càng nhanh thì tên lửa sẽ bay càng nhanh. Và muốn đạt được tốc độ bay lớn, ngoài việc cần có tốc độ phụt khí nhanh, mà còn cần nhiều nhiên liệu.
Nếu như tốc độ phụt khí vào 4000m/s và để đạt được tốc độ thoát ly ra khỏi trái đất 11.2 km/s; tên lửa cần phải chứa 1 lượng nhiêu liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng của nó. Các nhà khoa học đã nghiên cứu để giải quyết tốt vấn đề; làm sao vừa giảm nhẹ trọng lượng đang bay; mà vẫn nâng cao tốc độ bay và tiêu hao ít các nhiêu liệu ở những bộ phận không cần thiết.
Đây cũng chính là phương án dùng tên lửa nhiều tầng khác nhau. Và việc phóng vệ tinh nhân tạo cùng tàu vũ trụ vào không gian đều đang dùng loại tên lửa này.
Mong rằng, qua bài viết trên đã giúp quý bạn đọc hiểu rõ hơn về khái niệm lực hấp dẫn và trọng lực. Đồng thời, cũng đi tìm câu trả lời chính xác cho câu hỏi “trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn”.