Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton là một trong các định luật cơ bản được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực vật lý cơ học. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn là gì trong bài viết dưới đây của chúng tôi nhé!
Nội dung chính
Lực hấp dẫn là gì?
Trước khi tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn trong cuộc sống, chúng ta cần biết lực hấp dẫn là gì. Theo đó, lực hấp dẫn còn được gọi với tên là lực tương tác hấp dẫn. Đây là một hiện tượng vật lý xảy ra với các vật có khối lượng hoặc có tích trữ năng lượng trong vũ trụ, chúng đều có tương tác hút về phía nhau. Những vật này bao gồm các hạt từ cơ bản cho tới những vật thể to lớn như hành tinh, cụm thiên hà, thiên hà và thậm chí là không có dạng vật chất nhất định như ánh sáng.
Một lực hấp dẫn quen thuộc có thể kể đến như lực hấp dẫn của Trái Đất làm chúng ta gắn với bề mặt Trái Đất thay vì phải lơ lửng trong vũ trụ.
Lực hấp dẫn cũng là nguyên nhân khiến cho các hạt cơ bản và các thành phần kết tụ lại gần với nhau hơn và tạo ra các cấu trúc trong vũ trụ như lõi hành tinh, bụi vũ trụ,… từ đó tạo thành vũ trụ hiện nay.
Lực hấp dẫn là gì?
Đặc điểm của lực hấp dẫn
- Lực hấp dẫn xuất hiện ở giữa khoảng cách của hai vật và có tác dụng hút hai vật đó vào nhau.
- Lực hấp dẫn sẽ có độ lớn tỉ lệ nghịch với bình phương của khoảng cách giữa hai vật thể cần xét.
- Đây được coi là lực yếu nhất trong bốn lực của vật lý với độ chênh lệch rất lớn. Lực hấp dẫn yếu hơn lực điện từ 1035 lần, yếu hơn lực tương tác mạnh 1038 lần và yếu hơn lực tương tác yếu 1029 lần.
- Lực hấp dẫn có phạm vi vô hạn. Điều này cũng đồng nghĩa với việc một vật thể có thể chịu lực hấp dẫn tới từ vô số các vật thể khác nhau và độ lớn của lực hấp dẫn tác dụng lên vật sẽ có độ lớn khác nhau tùy vào khoảng cách giữa chúng
Định luật vạn vật hấp dẫn là gì?
Sau khi đã tìm hiểu lực hấp dẫn chúng ta sẽ tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn được nhà khoa học Isaac Newton tìm ra vào thế kỷ 17. Mặc dù có rất nhiều tranh cãi liên quan đến việc ai mới là người tìm ra định luật này nhưng cuối cùng nhà khoa học Newton vẫn được công nhận và được mọi người coi là nền tảng của lĩnh vực nghiên cứu cơ học cổ điển.
Định luật vạn vật hấp dẫn do Isaac Newton tìm ra
Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton được phát biểu một cách tổng quát như sau: Lực hấp dẫn của hai chất điểm bất kỳ sẽ có độ lớn tỉ lệ thuận với lại tích khối lượng của chúng. Đồng thời lực này sẽ tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai chất điểm.
Công thức tính lực hấp dẫn
Dựa trên phát biểu về định luật Vạn vật hấp dẫn của Newton, chúng ta có thể rút ra được công thức tính lực hấp dẫn cơ bản sau:
Trong đó:
- F chính là lực hấp dẫn giữa hai chất điểm (N)
- m1, m2 chính là khối lượng của hai chất điểm (kg)
- r chính là khoảng cách của hai chất điểm được tính từ tâm của chúng (m)
- G chính là hằng số hấp dẫn có giá trị G = 6.67.10-31 (N.m2/kg2)
Công thức tính lực hấp dẫn
Công thức tính trọng lực (trường hợp riêng của lực hấp dẫn)
Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Trọng lực đặt vào một điểm đặc biệt của vật, gọi đó là trọng tâm của vật. Công thức tính độ lớn của trọng lực như sau:
- m: khối lượng của vật;
- M và R: khối lượng và bán kính của Trái đất;
- h: độ cao của vật so với mặt đất.
Mà P = m.g nên: 
Nếu vật ở gần mặt đất thì g sẽ được tính bằng:
.
Sơ đồ tư duy về lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn
Sơ đồ tư duy về lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn
Ứng dụng của định luật vạn vật hấp dẫn
- Các hiện tượng tự nhiên xoay xung quanh cuộc sống của chúng ta đều tồn tại định luật vạn vật hấp dẫn giống như tuyết rơi từ trên xuống, nhảy từ trên cao xuống thấp, hoặc lực hấp dẫn của Mặt trời khiến các hành tinh quay quanh Mặt trời. Lực hấp dẫn chính là loại lực chi phối chuyển động của các thiên thể trong hệ Mặt trời và trong toàn vũ trụ.
Lực hấp dẫn giúp gắn kết các vật hình thành nên Trái Đất
- Lực hấp dẫn giúp gắn kết các vật chất hình thành nên Trái đất, Mặt trời và cả các thiên thể khác. Nếu như không có lực hấp dẫn thì chúng sẽ không thể liên kết với nhau và không thể có được một cuộc sống như hiện nay.
- Lực hấp dẫn còn là lực để giữ Mặt Trăng trên quỹ đạo quanh Trái Đất, sự hình thành thủy triều cùng với các hiện tượng thiên nhiên khác mà chúng ta quan sát được.
- Trong lịch sử dựng nước và giữ nước của dân tộc chúng ta, chắc hẳn ai cũng nhớ đến chiến thắng quân Nam Hán ở sông Bạch Đằng của Ngô Quyền vào năm 938. Chiến thắng này có được là nhờ vào bãi cọc cắm trên sông. Khi thủy triều lên, nước sẽ dâng cao, che lấp đi các cây cọc này. Và khi thủy triều rút xuống, mực nước sẽ hạ xuống thấp để lộ ra những phần nhọn. Điều này làm cho tàu thuyền của quân Nam Hán bị đâm thủng, qua đó nhân dân ta giành được chiến thắng.
Bài tập áp dụng về lực hấp dẫn
Bài 1. Tính gia tốc rơi tự do của một vật ở độ cao h = 5R (R= 6400km),biết gia tốc rơi tự do tại mặt đất là 9,8m/s2
Giải:
– Gia tốc ở mặt đất: g= M.G/R2 = 9,8
– Gia tốc ở độ cao h: g’= M.G/(R+h)2 = M.G/(6.R)2 = 0,27m/s2
Bài 2. Một vật có m=10kg khi đặt ở mặt đáy, có trọng lượng là 100N. Khi đặt ở nơi cách mặt đất 3R thì nó có trọng lượng là bao nhiêu?
Giải:
– Ở mặt đất: P= F = G.M.m /R2
– Ở độ cao h: P’= G.M.m/ (R-h)2 = P/16 = 6,25N
Hy vọng sau những thôn tin trên bạn đã hiểu rõ hơn về định luật vạn vập hấp dẫn. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm các kiến thức khác trong lĩnh vực vật lý đừng quên truy cập sieusach.info thường xuyên nhé!
