Lực hấp dẫn là gì? Trọng lực là gì?

Lực hấp dẫn là gì? Bạn có tò mò về điều đó không? Bài viết không chỉ cho bạn biết lực hấp dẫn là j mà còn cả các thông tin thú vị liên quan khác.

1. Lực hấp dẫn là gì?

Lực hấp dẫn là lực hút 2 vật về phía nhau, lực làm cho các hành tinh quay xung quanh mặt trời, lực làm cho quả táo rơi xuống đất.

Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa qua khoảng không gian giữa các vật.

Một vật thể có khối lượng càng lớn thì lực hấp dẫn của nó càng mạnh.

2. Định luật vạn vật hấp 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.

Công thức

m1, m2: khối lượng của hai chất điểm.

r : khoảng cách giữa chúng.

Hằng số hấp dẫn G = 6,67.10^-11Nm²/kg².

Điều kiện áp dụng định luật

• Khoảng cách giữa 2 vật rất lớn so với kích thước của chúng, khi đó 2 vật được coi là 2 chất điểm.
• Các vật đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối tâm.

Trọng lực trên Trái Đất

Trọng lực rất quan trọng đối với chúng ta. Chúng ta không thể sống trên Trái đất nếu không có nó. Lực hấp dẫn của mặt trời giữ Trái đất quay quanh nó, giữ chúng ta ở khoảng cách thoải mái để tận hưởng ánh sáng và hơi ấm của mặt trời. Nó giữ bầu khí quyển và không khí mà chúng ta cần để thở. Trọng lực là thứ giữ cho thế giới của chúng ta gắn kết với nhau.

Tuy nhiên, trọng lực không giống nhau ở mọi nơi trên Trái đất. Trọng lực mạnh hơn một chút ở những nơi có khối lượng lớn hơn dưới lòng đất so với những nơi có khối lượng nhỏ hơn. NASA sử dụng hai tàu vũ trụ để đo những biến thể này trong trọng lực của Trái đất. Các tàu vũ trụ này là một phần của sứ mệnh Phục hồi trọng lực và Thí nghiệm khí hậu (GRACE).

Lưu ý rằng trọng lượng và trọng lực là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau.

Công thức tính trọng lực 

Trong đó:

m là khối lượng của vật (kg)

M và R là khối lượng và bán kính của Trái Đất

h là độ cao của vật so với mặt đất (m)

Ta cũng có P = mg nên gia tốc rơi tự do:

Nếu vật ở gần mặt đất (h<R) thì

Ví dụ về tính lực hấp dẫn

Bài 1: 

Hai tàu thuỷ có khối lượng 50000 tấn ở cách nhau 1 km. Tính lực hấp dẫn giữa chúng.

Hướng dẫn:

Đổi: 50000 tấn = 5.107 kg, 1 km = 1000 m

Độ lớn lực hấp dẫn giữa chúng là:

Bài 2:

Khối lượng Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng Trái Đất 81 lần, khoảng cách giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng gấp 60 lần bán kính Trái Đất. Lực hút của Trái Đất và của Mặt Trăng tác dụng vào cùng một vật bằng nhau tại điểm nào trên đường thẳng nối tâm của chúng?

Giải:

Gọi khối lượng Mặt Trăng là M ⇒ khối lượng Trái Đất là 81 M

Bán kính Trái Đất là R thì khoảng cách giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng là 60 R

Gọi h là khoảng cách điểm cần tìm đến tâm Trái Đất ⇒ khoảng cách từ điểm đó đến tâm Mặt Trăng là 60R - h (R, h > 0)

Theo bài ra: Lực hút của Trái Đất tác dụng vào vật đó cân bằng với lực hút từ Mặt trăng tác dụng vào vật:

Fhd₁ = Fhd₂

Sự thật thú vị về trọng lực

• Nếu không có trọng lực, cơ thể bạn sẽ bắt đầu trở nên tồi tệ hơn.
• Cân nặng thay đổi khi bạn tăng tốc.
• Bạn sẽ cảm thấy như vỡ vụn ở lõi của trái đất.
• Cá có những viên đá trong đầu cho chúng biết hướng nào là hướng lên.
• Bạn vẫn có thể nhận ra 90% trọng lực của trái đất trên Trạm vũ trụ quốc tế.
• Trọng lực có thể uốn cong ánh sáng.
• Cơ học lượng tử và trọng lực không kết hợp được với nhau.
• Một số vi khuẩn trở nên lớn và tốt hơn trong điều kiện vi trọng lực.
• Trọng lực của mặt trăng khiến đại dương của trái đất dâng trào.
• Năng lượng đen chống lại trọng lực.
• Trọng lực lớn nhất có thể phá vỡ toàn bộ hệ thống sao thành nhiều mảnh.
• Newton không bị đánh hoặc bị một quả táo rơi vào đầu.

Trên đây là những điều cần biết về lực hấp dẫn và trọng lực. Hi vọng bài viết hữu ích với các bạn.