Công thức tính trọng lực và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất

Công thức tính trọng lực và cách giải các dạng bài tập chi tiết nhất

I. Lý thuyết

1. Khái niệm

- Trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật.

- Mọi vật trên Trái Đất đều chịu lực hút của Trái Đất.

- Trọng lực có đặc điểm:

+ Điểm đặt: tại trọng tâm của vật

+ Phương thẳng đứng

+ Chiều hướng về phía Trái Đất.

+ Độ lớn của trọng lực là trọng lượng: P = mg

2. Công thức

$\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{g}$

Trong đó:

+ $\overrightarrow{P}$ là trọng lực (N).

+ m: kí hiệu khối lượng (kg).

+ g là gia tốc trọng trường (m/s²).

3. Kiến thức mở rộng

- Theo Niu – tơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Độ lớn của trọng lực (tức trọng lượng) bằng:

$P=\frac{GM.m}{{(R+h)}^2} \left(1\right)$

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)

Từ (1), ta tính được:

+ Gia tốc trọng trường độ cao h: $g=\frac{GM}{{(R+h)}^2}$

+ Gia tốc trọng trường ở gần mặt đất: (h << R):

$g=\frac{GM}{R^2}$

II. Bài tập vận dụng

Câu 1: Một vật có khối lượng 8 kg trượt xuống một mặt phẳng nghiêng nhẵn với gia tốc 2 m/s². Lực gây ra gia tốc này bằng bao nhiêu? So sánh độ lớn của lực này với trọng lực của vật? Lấy g = 10 m/s².

Lời giải:

Lực làm vật dịch chuyển: F = ma = 8.2 = 16 N

Trọng lực tác dụng lên vật có độ lớn: P = 8.10 = 80 N

⇒ F < P

Câu 2: Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75 kg khi người đó ở

a. trên Trái Đất (g = 9,8 m/s²).

b. trên Mặt Trăng (g = 1,7 m/s²).

c. trên Kim tinh (g = 8,7 m/s²).

Lời giải:

a. Trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ khi ở trên Trái Đất là:

P = mg = 75. 9,8 = 735 N

b. Trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ khi ở trên Mặt Trăng là:

P = mg = 75.1,7 = 127,5 N

c. Trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ khi ở trên Kim tinh là:

P = mg = 75. 8,7 = 652,5 N