Lực hút trái đất là gì Vietduccomplex
Xung quanh chúng ta tồn tại rất nhiều loại lực tác động như lực điện từ, phản lực, trọng lực mà có thể các bạn không biết. Vậy tại sao con người có thể đứng được trên mặt đất, chim có thể bay trên bầu trời… Nguyên nhân là do tất cả đều chịu sự tác động của lực hút trái đất. Hãy cùng giúp học tốt vật lý tìm hiểu lực hút trái đất là gì? Nó có những tính chất như thế nào qua bài viết này nha.
Khái niệm lực hút trái đất là gì?
Lực hút trái đất hay còn gọi với tên khác là lực hấp dẫn, trọng lực là lực hút một vật thể về phía trung tâm của trái đất, hoặc về phía bất kỳ vật thể vật chất nào khác có khối lượng dù nặng hay nhẹ.
Mọi vật có khối lượng đều chịu sự tác dụng của lực hút trái đất hoặc lực tác dụng lên mọi vật có khối lượng khác. Sức mạnh của lực hấp dẫn này lớn hay nhỏ phụ thuộc vào khối lượng của các vật thể nặng hay nhẹ. Lực hấp dẫn là thứ giữ cho các hành tinh quay quanh quỹ đạo xung quanh mặt trời và mặt trăng quanh Trái đất.
Lực hấp dẫn là một trong bốn lực cơ bản trong vũ trụ, cùng với lực điện từ và các lực hạt nhân mạnh và yếu.
Ai phát hiện ra lực hấp dẫn?
Năm 1687, Nhà khoa học Isaac Newton lần đầu tiên phát hiện ra lực hấp dẫn. Khi đang ngồi dưới gốc cây táo, ông nhận thấy một quả táo rơi xuống. Sau đó, Newton cố gắng tìm ra lý do tại sao quả táo thay vì đi lên hoặc sang trái hoặc sang phải, lại đi xuống. Trong trường hợp này, rõ ràng có một lực chưa biết đang diễn ra, lực đó được Newton gọi là lực hấp dẫn ( lực hút trái đất) và lý thuyết của ông được gọi là Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton.
Cuối thế kỷ 20, Albert Einstein đã phát triển một ý tưởng hoàn toàn mới về lực hấp dẫn. Theo ông, lực hấp dẫn là sự cong vênh của không gian và thời gian.
Xem thêm: Các loại lực trong vật lý
Lực hấp dẫn trong vũ trụ là gì?
Sau khi hiểu được lực hút trái đất là gì?, chúng ta hãy tìm hiểu lực hấp dẫn có vai trò to lớn như thế nào trong việc duy trì sự sống trên trái đất. Chính vì lực hút giữa trái đất và mặt trời mà bầu khí quyển được giữ nguyên và cung cấp cho chúng ta không khí mà chúng ta cần thở để tồn tại.
Nó cũng giữ cho chúng ta một khoảng cách an toàn với mặt trời cho phép chúng ta tận hưởng ánh sáng và sự ấm áp của mặt trời.
Công thức tính lực hấp dẫn
Định luật và công thức lực hấp dẫn được Isaac Newton phát biểu như sau: Mọi hạt vật chất trong vũ trụ đều hút mọi hạt khác bằng một lực tỷ lệ thuận với tích khối lượng của các hạt và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Công thức lực hấp dẫn:
F = G (m1m2)/r²
Trong đó:
- F: là ký hiệu lực hút trái đất, lực hấp dẫn.
- m1, m2: trọng lượng của hai vật có kích thước và trọng lượng khác nhau
- r: là khoảng cách giữa các khối tâm
- G: là hằng số hấp dẫn có giá trị là 6,674 × 10−11 m 3 ⋅kg −1 ⋅s −2
Công thức tính lực hấp dẫn này cho biết độ lớn của lực và vì nó là một lực hấp dẫn nên nó sẽ luôn hướng về vật kia. Từ phương trình trên, chúng ta có thể đi đến kết luận rằng bất cứ vật gì có khối lượng đều có trọng lực.
Vật có khối lượng nặng hơn thì có trọng lực lớn hơn. Hai vật càng gần nhau thì lực hút giữa chúng càng lớn. Lực hấp dẫn yếu dần theo khoảng cách. Công thức trên dùng để tính lực hấp dẫn giữa hai vật với nhau.
Ví dụ về lực hấp dẫn
Xung quanh chúng ta tồn tại nhiều lực hút trái đất vô hình mà có thể các bạn không biết như:
- Các chất khí trong mặt trời được liên kết với nhau bằng lực hấp dẫn.
- Trọng lực có tác dụng làm cho nước nằm yên dưới đáy ly thay vì lơ lửng trên đỉnh ly.
- Lực hút giữa trái đất và mặt trăng gây ra thủy triều trong đại dương. Đây là kết quả của lực hấp dẫn.
- Lực hấp dẫn khiến mặt trăng quay quanh trái đất.
Lực hút trái đất có tác dụng như nhau đối với mọi vật thể. Nếu bạn thả một cục đá và một chiếc lông vũ, chúng sẽ rơi với tốc độ chính xác như nhau. Do tác dụng của lực cản không khí lên trọng lực, nó có thể trông giống như thanh sắt rơi với tốc độ lớn hơn. Tuy nhiên, nếu chúng được thả trong môi trường chân không, chúng sẽ rơi vào cùng một thời điểm và có tốc độ bằng nhau.
Lực hấp dẫn của một vật phụ thuộc vào kích thước của nó. Nói một cách cụ thể hơn, lực hấp dẫn của một vật phụ thuộc vào khối lượng của vật đó. Lực hút trái đất là lực yếu nhất được biết đến trong tự nhiên.
Mối quan hệ giữa trọng lực và trọng lượng là gì?
Trọng lượng được định nghĩa là lực mà một vật bị hút vào trái đất bởi lực hấp dẫn. Nó chỉ là một từ khác cho lực hấp dẫn Fg. Trọng lượng là lực tác dụng lên mọi vật thể gần trái đất. Khối lượng của một vật có thể được tính bằng cách nhân khối lượng của vật đó với độ lớn của gia tốc trọng trường (g = 9,8 m / s 2 ).
Ta có công thức về mối quan hệ giữa trọng lượng và trọng lực là:
Fg = mg
Trong đó:
- Fg: là lực hấp dẫn
- m: là khối lượng của vật.
- g: là gia tốc do trọng lực.
Lưu ý: trọng lượng và khối lượng là hai khái niệm khác nhau. Khối lượng là thước đo mức độ cơ thể chống lại vận tốc, hay nói cách khác là quán tính của vật thể. Mặc dù chúng có liên quan chặt chẽ với nhau, nhưng chúng có ý nghĩa khác nhau. Khối lượng có đơn vị là kg, còn khối lượng là một lực và có đơn vị là N.
Những câu hỏi liên quan đến lực hút trái đất
1. Làm sao để thắng lực hút trái đất?
Về nguyên lí chúng ta không có cách nào để thắng được lực hút trái đất. Nhưng bạn có thể giảm tác động của lực hút trái đất lên cơ thể mình gồm:
- Giảm khối lượng cơ thể: Khối lượng cơ thể càng nhỏ thì lực hút trái đất càng nhẹ.
- Sức khỏe và sức mạnh tốt: Người khỏe mạnh có thể chống lại lực hút trái đất nhiều hơn người yếu.
- Sử dụng thiết vị hỗ trợ: Hiện nay có nhiều dụng cụ như giày, quần áo có thể giảm lực hút trái đất.
2. Trái đất hút mặt trăng một lực bằng bao nhiêu?
Trái đất hút mặt trăng bằng lực hấp dẫn với giá trị khoảng 1,98 x 1020 N.
3. Tính lực hút trái đất có khối lượng m và đặt ở độ cao h.
Công thức tính lực hút của trái đất đối với một vật có khối lượng m và đặt ở độ cao h trên mặt đất là:
F = G * (m * M) / r2
Trong đó: r = R + h, R là bán kính trái đất, m là khối lượng vật, M là khối lượng trái đất.
4. Lực hút trái đất từ đâu?
Lực hút của Trái đất xuất phát từ tác động của trường hấp dẫn Trái đất lên các vật khác trong phạm vi tác động của nó.
Lực hút này tăng khi khoảng cách giữa Trái đất và vật ở gần. Lực hút trái đất giảm khi khoảng cách giữa trái đất và vật ở vị trí xa.
5. Đơn vị lực hút trái đất là gì?
Lực hút trái đất có đơn vị là Newton (N) hoặc kilogram lực (kgf).
6. Lực hút của trái đất có chiều như thế nào?
Lực hút trái đất có chiều đi từ bề mặt Trái Đất về phía tâm của trái đất.
7. Lực hút của trái đất là bao nhiêu ?
Lực hút trái đất có giá trị bao nhiêu phụ thuộc vào vật đó có khối lượng như thế nào, không thể xác định giá trị cụ thể khi chưa biết trọng lượng của vật. Ví dụ lực hút của Trái Đất lên một vật có khối lượng 1 kg là khoảng 9,8 N (newton).
Kết luận: Đây là toàn bộ kiến thức về lực hút trái đất là gì mà các em cần nắm vững để phân biệt với các loại lực khác.
