G có nghĩa là gì trong vật lý? Định luật trọng lực, gia tốc rơi tự do và trọng lượng vật thể

Mục lục:

G có nghĩa là gì trong vật lý? Định luật trọng lực, gia tốc rơi tự do và trọng lượng vật thể
G có nghĩa là gì trong vật lý? Định luật trọng lực, gia tốc rơi tự do và trọng lượng vật thể
Anonim

Để thuận tiện khi làm việc với các đại lượng khác nhau trong vật lý, ký hiệu chuẩn của chúng được sử dụng. Nhờ chúng, mọi người có thể dễ dàng ghi nhớ nhiều công thức quan trọng cho các quy trình nhất định. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét câu hỏi g.có nghĩa là gì trong vật lý

Hiện tượng trọng lực

Hiện tượng hấp dẫn
Hiện tượng hấp dẫn

Để hiểu g có nghĩa là gì trong vật lý (chủ đề này được đề cập trong lớp 7 THCS), các em nên làm quen với hiện tượng hấp dẫn. Vào cuối thế kỷ 17, Isaac Newton đã xuất bản công trình khoa học nổi tiếng của mình, trong đó ông đã đưa ra các nguyên lý cơ bản của cơ học. Trong tác phẩm này, ông đã chỉ ra một vị trí đặc biệt cho cái gọi là định luật vạn vật hấp dẫn. Theo ông, tất cả các vật thể có khối lượng hữu hạn đều hút nhau, bất kể khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu. Lực hút giữa các vật có khối lượng m1, m2được tính theo công thức sau:

F=Gm1 m2/ r2.

Đây G - hằng số hấp dẫn phổ quát, r -khoảng cách giữa các khối tâm của các vật thể trong không gian. Lực F được gọi là tương tác hấp dẫn, giống như lực Coulomb, giảm theo bình phương của khoảng cách, nhưng không giống như lực Coulomb, lực hấp dẫn chỉ là hấp dẫn.

Gia tốc rơi tự do

Rơi tự do
Rơi tự do

Tiêu đề của đoạn này của bài viết là câu trả lời cho câu hỏi chữ g có nghĩa là gì trong vật lý. Nó được sử dụng vì từ tiếng Latinh cho "lực hấp dẫn" là gravitas. Bây giờ nó vẫn còn để hiểu gia tốc rơi tự do là gì. Để làm được điều này, hãy xem xét lực nào tác dụng lên mỗi vật thể nằm gần bề mặt Trái đất. Cho vật có khối lượng m thì ta được:

F=GmM / R2=mg, trong đó g=GM / R2.

Ở đây M, R là khối lượng và bán kính của hành tinh chúng ta. Lưu ý rằng ngay cả khi cơ thể ở độ cao h nhất định so với bề mặt, thì độ cao này nhỏ hơn nhiều so với R, vì vậy nó có thể được bỏ qua trong công thức. Tính giá trị của g:

g=GM / R2=6, 6710-11 5, 97210 24/ (6371000)2=9,81 m / c2.

G có nghĩa là gì trong vật lý? Gia tốc g là giá trị mà tốc độ của hoàn toàn bất kỳ vật thể nào rơi tự do trên bề mặt Trái đất tăng lên. Từ các tính toán, tốc độ tăng trong mỗi giây của cú rơi là 9,81 m / s (35,3 km / h).

Xin lưu ý rằng giá trị của g không phụ thuộc vào khối lượng cơ thể. Trên thực tế, có thể thấy rằng các cơ thể dày đặc rơi xuống nhanh hơn ít hơnngu độn. Điều này xảy ra bởi vì chúng bị ảnh hưởng bởi các lực cản không khí khác nhau, chứ không phải bởi các lực hấp dẫn khác nhau.

Công thức trên cho phép bạn xác định g không chỉ cho Trái đất của chúng ta mà còn cho bất kỳ hành tinh nào khác. Ví dụ: nếu chúng ta thay thế khối lượng và bán kính của sao Hỏa vào nó, chúng ta nhận được giá trị 3,7 m / s2, nhỏ hơn gần 2,7 lần so với Trái đất.

Trọng lượng cơ thể và gia tốc g

Ở trên, chúng ta đã xem xét ý nghĩa của g trong vật lý, hóa ra đây là gia tốc mà tất cả các vật thể rơi trong không khí và g cũng là một hệ số khi tính trọng lực.

Trọng lượng của kính trên bàn
Trọng lượng của kính trên bàn

Bây giờ hãy xem xét tình huống khi cơ thể ở trạng thái nghỉ ngơi, chẳng hạn như một cái ly trên bàn. Hai lực tác động lên nó - lực hấp dẫn và phản lực hỗ trợ. Đầu tiên là liên quan đến trọng lực và hướng xuống dưới, thứ hai là do tính đàn hồi của vật liệu bàn và hướng lên trên. Tấm kính không bay lên và không rơi qua bàn chỉ vì cả hai lực cân bằng nhau. Trong trường hợp này, lực mà cơ thể (kính) ép lên giá đỡ (bàn) được gọi là trọng lượng của cơ thể. Rõ ràng, biểu thức cho nó sẽ có dạng:

P=mg.

Trọng lượng cơ thể là một giá trị thay đổi. Công thức được viết ở trên là hợp lệ cho trạng thái nghỉ hoặc chuyển động đều. Nếu vật chuyển động với gia tốc thì khối lượng của nó vừa tăng vừa giảm. Ví dụ: trọng lượng của các phi hành gia, mà tên lửa đẩy phóng vào quỹ đạo Trái đất thấp, sẽ tăng lên nhiều lần trong quá trình phóng.

Đề xuất: