Bài 11. Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn

1
KIỂM TRA BÀI CŨ
Nội dung định luật :
Trong mọi trường hợp. Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.
2
KIỂM TRA BÀI CŨ

Tại 1 nơi nhất định trên trái đất, và ở gần mặt đất, các vật đều rơi với cùng một gia tốc g.
3
LỰC NÀO GIỮ CHO MẶT TRĂNG QUAY QUANH TRÁI ĐẤT?
4
LỰC NÀO GIỮ CHO TRÁI ĐẤT CHUYỂN ĐỘNG QUANH MẶT TRỜI?
5
* NỘI DUNG CHÍNH:
LỰC HẤP DẪN
ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN
TRỌNG LỰC LÀ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA LỰC HẤP DẪN
Bài 11:
LỰC HẤP DẪN.
ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN
6
Tại sao các quả táo lại rơi (chuyển động) xuống mặt đất?
7
I. Lực hấp dẫn:
Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn.

8
Nhận xét: Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.
9
I. Lực hấp dẫn:
Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn.
Vậy độ lớn lực hấp dẫn phụ thuộc như thế nào vào khối lượng và khoảng cách giữa các vật ?
10
.
m
M:khối lượng Trái Đất
11
.
m
M:khối lượng Trái Đất
P’ ~ M
Suy ra:
Fhd~ m.M
12
Kepler
13
r ≈ 60RTĐ
Gia tốc hướng tâm của Mặt Trăng xấp xỉ 1/3600 gia tốc rơi tự do ở Trái Đất.
Tức là, khoảng cách (r) tăng 60 lần thì lực hấp dẫn giảm đi 602 lần.
14
r
m1
m2
15
I. Lực hấp dẫn:
1) Định luật: Löïc haáp daãn giöõa hai chaát ñieåm bất kỳ tyû leä thuaän vôùi tích hai khoái löôïng cuûa chuùng vaø tyû leä nghòch vôùi bình phöông khoaûng caùch giöõa chuùng.
II. Định luật vạn vật hấp dẫn


16

r
m1
m2
2 Hệ thức:
1. Định luật
m1,m2 : khối lượng của hai chất điểm (kg).
r : Khoảng cách giữa chúng (m).
G : Hằng số hấp dẫn.

Lực hấp dẫn giữa 2 chất điểm nằm trên đường thẳng nối 2 chất điểm
17
Thí nghiệm về cân xoắn của Cavendish từ
đó xác định được hằng số G.


G = 6,67.10-11 N.m2/kg2
Phép cân Trái đất
M=6.1024Kg
18
r
m1
m2
b) Biểu thức:
2. Định luật vạn vật hấp dẫn

m1,m2 : khối lượng của hai chất điểm (kg).
r : Khoảng cách giữa chúng (m).
G : Hằng số hấp dẫn.
G = 6,67.10-11 N.m2/kg2
19


Vì sao ta không
nhận thấy lực hấp dẫn giữa
các vật thể xung quanh ta?
Giải thích:
Do G = 6,67.10-11 N.m2/kg2 rất nhỏ và khối lượng các vật thông thường cũng không lớn, nên giá trị lực hấp dẫn giữa chúng rất nhỏ vì vậy ta không thể nhận thấy được.
20
b) Biểu thức:
2. Định luật vạn vật hấp dẫn

r
m1
m2
Chú ý : Hệ thức trên áp dụng cho các vật thông thường trong 2 trường hợp:
*Trường hợp hai vật là hai quả cầu đồng chất thì r là khoảng cách giữa tâm của hai quả cầu.
* Khoảng cách giữa 2 vật rất lớn so với kích thước của chúng.

21
.
m
O
r=R+h
h
R
M
22
23
III. TRỌNG LỰC LÀ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA LỰC HẤP DẪN
Trọng lực của 1 vật:
là lực hấp dẫn giữa trái đất và vật đó.
m
M:khối lượng Trái Đất
h
R

* Trọng tâm của vật: là điểm đặt của trọng lực
24
PHIẾU HỌC TẬP
Hãy vận dụng định luật vạn vật hấp dẫn và biểu thức trọng lực, thiết lập biểu thức gia tốc rơi tự do của một vật khối lượng m ở độ cao h so với mặt đất ?
(Biết khối lượng và bán kính trái đất lần lượt là M, R) ?
25
III. TRỌNG LỰC LÀ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA LỰC HẤP DẪN
Trọng lực của 1 vật:
là lực hấp dẫn giữa trái đất và vật đó.
P = mg
Mà P = Fhd
m
M:khối lượng Trái Đất
h
R
26
- Đối với các vật ở gần mặt đất (h << R) có thể bỏ qua h:
*Nhận xét :
- Càng lên cao (h càng lớn) thì g càng nhỏ.
1. Trọng lực của một vật
2. Biểu thức của gia tốc rơi tự do:
Đối với các vật có khối lượng khác nhau đặt ở cùng một vị trí thì có gia tốc rơi tự do như nhau.
III. TRỌNG LỰC LÀ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA LỰC HẤP DẪN
M: khối lượng trái đất (kg)
R: bán kính trái đất (m)
h: độ cao của vật so với mặt đất (m)
27
PHIẾU HỌC TẬP
Cho khối lượng và bán kính trái đất lần lượt là:
M = 6.1024 kg, R = 6400 km.
Cho G = 6,67.10-11 Nm2/kg2
Tính gia tốc rơi tự do g của các vật ở gần mặt đất ? So sánh với kết quả ở bài Sự rơi tự do?
28
29
30
Thủy triều
31
* Bài tập vận dụng – Củng cố bài học:
Câu 1. Hãy chọn câu đúng.
Khi khối lượng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều tăng gấp đôi thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn:
A. Tăng gấp đôi.
B. Giảm đi một nửa.
C. Tăng gấp bốn.
D. Không thay đổi.
Câu 2. Câu nào sau đây là đúng khi nói về lực hấp dẫn do trái đất tác dụng lên mặt trăng và do mặt trăng tác dụng lên trái đất ?
A. Hai lực này cùng phương,cùng chiều.
B. Hai lực này cùng phương, ngược chiều.
C. Hai lực này cùng chiều, cùng độ lớn.
D. Phương của hai lực này luôn thay đổi
và không trùng nhau.
32
33
Câu 3. Tính gia tốc rơi tự do của một vật ở độ cao
h = 320 km so với mặt đất ? Biết khối lượng trái đất
M = 6.1024kg , bán kính trái đất R = 6400 km.
Giải.
* Bài tập vận dụng – Củng cố bài học:
Áp dụng:
34
Chân thành cảm ơn quý thầy cô và các em học sinh !
35
36
37

38
Nước Anh
Nước Úc
39
Tim ra dl 1687
Khoảng năm 1797 đến 1798, Cavendish thực hiện lại dự định thí nghiệm của Michell, và ghi chép lại kết quả trong quyển Philosophical Transactions năm 1798. Ông xây dựng lại lò xo xoắn, sử dụng thiết bị thuê của người dân nông thôn. Ông gắn hai viên bi kim loại vào hai đầu của một thanh gỗ dài 1,8 mét, rồi dùng một sợi dây mảnh treo cả hệ thống lên, giữ cho thanh gỗ nằm ngang. Sau đó, Cavendish đã dùng hai quả cầu bằng chì, mỗi quả nặng 159 kg, tịnh tiến lại gần hai viên bi ở hai đầu thanh gỗ. Để tránh bị gió thổi gây ra rung động, Cavendish đặt hệ thống trong buồng kín gió, và quan sát hệ thống thông qua kính viễn vọng.

Lực hấp dẫn do hai quả cầu chì tác dụng vào hai viên bi làm cho cây gậy quay một góc nhỏ. Cavendish đo góc này bằng kính viễn vọng và tính ra được mômen lực tác động lên lò xo xoắn, và suy tiếp ra hằng số hấp dẫn nhờ vào các khối lượng đã biết. Biết được hằng số hấp dẫn và gia tốc trọng trường trên bề mặt Trái Đất, Cavendish đã tính ra được khối lượng của Trái Đất là 6 × 1024 kg. Kết quả này đã mang lại tên gọi khác cho thí nghiệm là thí nghiệm cân Trái Đất. Việc đo được khối lượng Trái Đất cũng cho phép suy ra khối lượng Mặt Trăng và các thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời, thông qua các định luật cơ học và định luật vạn vật hấp dẫn.
[sửa]
Tham khảo