1. Khi nói về lực hấp dẫn giữa 2 chất điểm, phát biểu nào sau đây sai ?

A. Lực hấp dẫn có phương trùng với đường thẳng nối 2 chất điểm.

B. Lực hấp dẫn có điểm đặt tại mỗi chất điểm.

C. Lực hấp dẫn của 2 chất điểm là cặp lực trực đối.

D. Lực hấp dẫn của 2 chất điểm là cặp lực cân bằng.

Đáp án đúng: D

Hướng dẫn giải chi tiết: 

- Phát biểu A: Lực hấp dẫn có phương trùng với đường thẳng nối 2 chất điểm => Đúng. Lực hấp dẫn luôn hướng về phía tâm, của mỗi vật, do đó, phương của lực hấp dẫn luôn trùng với đường thẳng nối 2 chất điểm.

- Phát biểu B: Lực hấp dẫn có điểm đặt tại mỗi chất điểm => Đúng. Lực hấp dẫn là lực tương tác giữa 2 vật, do đó nó có điểm đặt tại mỗi chất điểm.

- Phát biểu C: Lực hấp dẫn của 2 chất điểm là cặp lực trực đối => Đúng. Theo định luật II Newton, 2 lực mà 2 vật tác dụng lên nhau là 2 lực trực đối. Do đó, lực hấp dẫn của 2 chất điểm là cặp lực trực đối.

- Phát biểu D: Lực hấp dẫn của 2 chất điểm là cặp lực cân bằng => Sai. Lực hấp dẫn của 2 chất điểm là 1 cặp lực tác dụng lên nhau. 2 lực này không cân bằng vì chúng không cùng phương, cùng chiều.

 

2. Lực hấp dẫn

Lực hấp dẫn là lực hút giữa 2 vật có khối lượng. Lực này luôn hướng về phía tâm của mỗi vật.

Đặc điểm của lực hấp dẫn:

- Lực hấp dẫn luôn hướng về phía tâm của mỗi vật.

- Lực hấp dẫn tỉ lệ thuận với tích 2 khối lượng của 2 vật. (Ví dụ: Nếu khối lượng của 1 vật tăng gấp đôi, thì lực hấp dẫn giữa 2 vật cũng tăng gấp đôi.)

- Lực hấp dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa 2 vật. (Ví dụ: Nếu khoảng cách giữa 2 vật tăng gấp đôi, thì lực hấp dãn giữa 2 vật giảm đi 4 lần.)

Lưu ý:

- Lực hấp dẫn là 1 lực rất yếu so với các lực cơ bản khác trong vũ trụ.

- Lực hấp dẫn chỉ có thể tác dụng lên các vật có khối lượng.

- Lực hấp dẫn không thể tác dụng xuyên qua các vật thể.

 

3. Định luật vạn vật hấp dẫn

Định luật vạn vật hấp dẫn là định luật mô tả lực hấp dẫn giữa 2 vật có khối lượng.

Phát biểu: Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với 1 lực gọi là lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn giữa 2 chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích 2 khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Công thức: F = G * (m1 * m2) / r2

Trong đó:

   + F: Lực hấp dẫn (N)

   + G: Hằng số hấp dẫn (6,67430 x 10-11 m2/kg2)

   + m1: Khối lượng của vật thứ nhất (kg)

   + m2: Khối lượng của vật thứ hai (kg)

   + r: Khoảng cách giữa 2 vật (m)

Ý nghĩa:

- Định luật vạn vật hấp dẫn là 1 trong những định luật quan trọng nhất trong vật lý.

- Định luật này giúp giải thích nhiều hiện tượng trong tự nhiên và vũ trụ.

- Định luật này có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật.

Lưu ý:

- Định luật vạn vật hấp dẫn chỉ áp dụng cho các vật có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

- Định luật vạn vật hấp dẫn không áp dụng cho các vật có tốc độ chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng.

 

4. Ứng dụng của luật hấp dẫn

- Xác định khối lượng của các hành tinh: Lực hấp dẫn được sử dụng để xác định khối lượng của các hành tinh bằng cách đo lường lực hấp dẫn mà chúng tác dụng lên vật thể khác.

   + Sử dụng lực hấp dẫn giữa Trái Đất và quả cầu chì.

   + Đo lường thời gian dao động của quả cầu chỉ.

   + Áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn để tính toán khối lượng của Trái Đất.

- Chế tạo tàu vũ trụ: Lực hấp dẫn là yếu tố quan trọng trong việc tính toán quỹ đạo bay của tàu vũ trụ, giúp điều khiển tàu di chuyển đến các vị trí mong muốn.

   + Tính toán quỹ đạo bay dựa trên lực hấp dẫn giữa Trái Đất và tàu vũ trụ, cũng như lực hấp dẫn của các hành tinh khác.

   + Sử dụng các kỹ thuật điều khiển để điều chỉnh quỹ đạo bay của tàu vũ trụ.

- Dự đoán các hiện tượng thiên văn: Lực hấp dẫn giúp dự đoán các hiện tượng thiên văn như nhật thực, nguyệt thực, thủy triều, v.v.

   + Tính toán vị trí của Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất dựa trên lực hấp dẫn giữa chúng.

   + Xác định thời điểm và vị trí xảy ra nhật thực.

- Tìm kiếm các nguồn tài nguyên khoáng sản: Lực hấp dẫn được sử dụng trong các phương pháp thăm dò địa chất để tìm kiếm các nguồn tài nguyên khoáng sản.

- 1 số ứng dụng khác:

   + Lực hấp dẫn được ứng dụng trong các thiết bị như đồng hồ quả lắc, con lắc lò xo.

   + Lực hấp dẫn được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học về vũ trụ, cấu tạo của các hành tinh, v.v.

=> Tương lai của các ứng dụng lực hấp dẫn. Các nghiên cứu khoa học đang hướng đến việc phát triển các ứng dụng mới của lực hấp dẫn trong các lĩnh vực như sau: Năng lượng: khai thác năng lượng từ lực hấp dẫn, du hành vũ trụ: phát triển các phương pháp di chuyển nhanh hơn trong vũ trụ.

=> Lực hấp dẫn là 1 lực cơ bản có nhiều ứng dụng trong khoa học và kỹ thuật. Việc nghiên cứu và ứng dụng lực hấp dẫn có ý nghĩa to lớn đối với sự phát triển của khoa học và đời sống con người.

 

5. Lực hấp dẫn và trọng lực

Lực hấp dẫn và trọng lực là 2 khái niệm thường bị nhầm lẫn với nhau. Tuy nhiên, 2 khái niệm này có sự khác biệt rõ ràng về bản chất và phạm vi ứng dụng.

Đặc điểm Lực hấp dẫn Trọng lực
Định nghĩa Lực hút giữa 2 vật có khối lượng Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên 1 vật
Phương Hướng về phía tâm của mỗi vật Hướng về phía tâm Trái Đất.
Chiều Luôn hướng vào Luôn hướng xuống
Độ lớn Tỉ lệ thuận với tích 2 khối lượng, tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách Tỉ lệ thuận với khối lượng
Phạm vi ứng dụng Áp dụng cho tất cả các vật có khối lượng trong vũ trụ Chỉ áp dụng cho các vật trên Trái Đất
Ví dụ

+ Lực hấp dẫn giữ cho Trái Đất quay quanh Mặt Trời.

+ Lực hấp dẫn giữ cho Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.

+ Trọng lực làm cho các vật rơi xuống.

+ Trọng lực giúp con người đứng, đi lại trên Trái Đất.

=> Lực hấp dẫn là 1 khái niệm rộng hơn, bao gồm cả trọng lực. Trọng lực là 1 trường hợp đặc biệt của lực hấp dẫn khi 1 trong 2 vật là Trái Đất.

 

6. Lực hấp dẫn và lực đàn hồi

Lực hấp dẫn và lực đàn hồi là 2 loại lực cơ bản thường gặp trong tự nhiên và đời sống. Tuy nhiên, 2 loại lực này có những điểm khác biệt về bản chất, đặc điểm và ứng dụng.

Đặc điểm Lực hấp dẫn Lực đàn hồi
Định nghĩa Lực hút giữa 2 vật có khối lượng Lực do vật đàn hồi tác dụng khi bị biến dạng.
Phương Hướng về phía tâm của mỗi vật Hướng về vị trí cân bằng
Chiều Luôn hướng vào Có thể hướng vào hoặc hướng ra
Độ lớn Tỉ lệ thuận với tích 2 khối lượng, tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách Tỉ lệ thuận với độ biến dạng
Phạm vi ứng dụng Áp dụng cho tất cả các vật có khối lượng Chỉ áp dụng cho các vật đàn hồi
Ví dụ

+ Lực hấp dẫn giữ cho Trái Đất quay quanh Mặt Trời.

+ Lực hấp dẫn giữ cho Mặt Trăng quay quanh Trái Đất.

+ Lực đàn hồi của lò xo giúp giảm xóc cho xe ô tô.

+ Lực đàn hồi của dây cung giúp bắn tên.

=> Lực hấp dẫn và lực đần hồi là 2 loại lực khác nhau về bản chất, đặc điểm và ứng dụng. Tuy nhiên, 2 loại lực này đều đóng vai trò quan trọng trong nhiều hiện tượng tự nhiên và đời sống.

 

7. Lực hấp dẫn và các lực cơ bản khác

- Lực hấp dẫn là 1 trong 4 loại lực cơ bản trong vũ trụ:

   + Lực điện tử: Lực tương tác giữa các hạt mang điện.

   + Lực hạt nhân yếu: Lực tương tác chịu trách nhiệm cho sự phân rã beta.

   + Lực hạt nhân mạnh: Lực tương tác giữ các hạt nhân nguyên tử lại với nhau.

- Lực hấp dẫn là lực yếu nhất trong 4 lực cơ bản.

Xem thêm: Lực là gì? Có bao nhiêu loại lực trong vật lý?