Công Thức Tính Công Của Trọng Lực. Lực Hấp Dẫn, Công Thức

Hoàn toàn tất cả các thiên thể trong Vũ trụ đều bị tác động bởi một lực lượng ma thuật bằng cách nào đó thu hút chúng về Trái đất (chính xác hơn là vào lõi của nó). Không có nơi nào để trốn thoát, không nơi nào để trốn khỏi lực hấp dẫn ma thuật bao trùm toàn bộ: các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta không chỉ bị hút bởi Mặt trời khổng lồ, mà còn với nhau, tất cả các vật thể, phân tử và nguyên tử nhỏ nhất cũng bị hút lẫn nhau . ngay cả với những đứa trẻ nhỏ, khi đã dành cả cuộc đời để nghiên cứu hiện tượng này, ông đã thiết lập một trong những định luật vĩ đại nhất - định luật vạn vật hấp dẫn.

Lực hấp dẫn là gì?

Định nghĩa và công thức từ lâu đã được nhiều người biết đến. Hãy nhớ lại rằng lực hấp dẫn là một đại lượng nhất định, một trong những biểu hiện tự nhiên của lực hấp dẫn vũ trụ, đó là: lực mà bất kỳ vật thể nào cũng luôn bị hút vào Trái đất.

Lực hấp dẫn được ký hiệu bằng chữ cái Latinh F là nặng.

Gravity: công thức

Làm thế nào để tính toán hướng đến một cơ thể nhất định? Bạn cần biết những đại lượng nào khác để thực hiện điều này? Công thức tính trọng lực khá đơn giản, nó được học từ lớp 7 phổ thông, đầu khóa vật lý. Để không chỉ tìm hiểu nó mà còn để hiểu nó, người ta nên bắt đầu từ thực tế rằng lực hấp dẫn, luôn tác dụng lên một vật thể, tỷ lệ thuận với giá trị định lượng (khối lượng) của nó.

Đơn vị của lực hấp dẫn được đặt theo tên của nhà khoa học vĩ đại Newton.

Nó luôn hướng thẳng xuống tâm của lõi trái đất, do ảnh hưởng của nó mà tất cả các vật thể đều rơi xuống với gia tốc đều. Chúng ta quan sát các hiện tượng của lực hấp dẫn trong cuộc sống hàng ngày ở khắp mọi nơi và liên tục:

• các vật thể, vô tình hoặc đặc biệt được thả ra khỏi tay, nhất thiết phải rơi xuống Trái đất (hoặc bất kỳ bề mặt nào ngăn cản sự rơi tự do);
• một vệ tinh được phóng vào không gian không bay ra khỏi hành tinh của chúng ta một khoảng cách không xác định theo phương vuông góc lên trên, mà vẫn ở trên quỹ đạo;
• tất cả các sông đều chảy từ núi và không thể đảo ngược;
• nó xảy ra rằng một người bị ngã và bị thương;
• các hạt bụi nhỏ nhất nằm trên tất cả các bề mặt;
• không khí tập trung ở bề mặt trái đất;
• khó mang túi;
• mưa rơi từ mây và mây, tuyết rơi, mưa đá.

Cùng với khái niệm "trọng lực", thuật ngữ "trọng lượng cơ thể" được sử dụng. Nếu đặt vật trên một mặt phẳng nằm ngang thì trọng lượng và trọng lực của nó bằng số, do đó hai khái niệm này thường được thay thế cho nhau, điều này hoàn toàn không đúng.

Gia tốc trọng lực

Khái niệm "gia tốc rơi tự do" (nói cách khác, gắn liền với thuật ngữ "trọng lực". Công thức cho thấy: để tính lực hấp dẫn, bạn cần nhân khối lượng với g (gia tốc của St. p .).

"g" = 9,8 N / kg, đây là giá trị không đổi. Tuy nhiên, các phép đo chính xác hơn cho thấy do Trái đất quay, giá trị của gia tốc St. p. không giống nhau và phụ thuộc vào vĩ độ: ở cực Bắc là = 9,832 N / kg, và ở xích đạo oi bức = 9,78 N / kg. Nó chỉ ra rằng ở những nơi khác nhau của hành tinh, một lực hấp dẫn khác nhau hướng đến các vật thể có khối lượng bằng nhau (công thức mg vẫn không thay đổi). Đối với các tính toán thực tế, người ta quyết định cho phép các sai số nhỏ trong giá trị này và sử dụng giá trị trung bình là 9,8 N / kg.

Tỷ lệ của một đại lượng như trọng lực (công thức chứng minh điều này) cho phép bạn đo trọng lượng của một vật bằng lực kế (tương tự như kinh doanh hộ gia đình thông thường). Xin lưu ý rằng thiết bị chỉ hiển thị lực, vì giá trị "g" cục bộ phải được biết để xác định trọng lượng cơ thể chính xác.

Trọng lực có tác dụng ở bất kỳ khoảng cách nào (cả gần và xa) so với tâm trái đất không? Newton đưa ra giả thuyết rằng nó tác động lên cơ thể ngay cả khi ở một khoảng cách đáng kể so với Trái đất, nhưng giá trị của nó giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ vật thể đến lõi Trái đất.

Lực hấp dẫn trong hệ mặt trời

Có một Định nghĩa và công thức liên quan đến các hành tinh khác vẫn giữ được mức độ liên quan của chúng. Chỉ với một sự khác biệt trong ý nghĩa của "g":

• trên Mặt Trăng = 1,62 N / kg (ít hơn Trái Đất sáu lần);
• trên sao Hải Vương = 13,5 N / kg (cao hơn gần một lần rưỡi so với trên Trái đất);
• trên sao Hỏa = 3,73 N / kg (ít hơn hai lần rưỡi so với hành tinh của chúng ta);
• trên sao Thổ = 10,44 N / kg;
• trên sao Thủy = 3,7 N / kg;
• trên sao Kim = 8,8 N / kg;
• trên Sao Thiên Vương = 9,8 N / kg (thực tế giống như của chúng ta);
• trên sao Mộc = 24 N / kg (cao hơn gần hai lần rưỡi).

Lực hấp dẫn là lực mà Trái đất thu hút một vật thể ở gần bề mặt của nó. .

Hiện tượng hấp dẫn có thể được quan sát ở khắp mọi nơi trên thế giới xung quanh chúng ta. Một quả bóng ném lên rơi xuống, một hòn đá ném theo phương ngang sau một thời gian sẽ nằm trên mặt đất. Một vệ tinh nhân tạo được phóng lên từ Trái đất, do tác dụng của trọng lực, không bay theo đường thẳng mà chuyển động quanh Trái đất.

Trọng lực luôn hướng thẳng đứng xuống tâm trái đất. Nó được ký hiệu bằng chữ cái Latinh F t (t- nặng). Lực của trọng lực được tác dụng vào trọng tâm của cơ thể.

Để tìm trọng tâm của một hình dạng tùy ý, bạn cần treo cơ thể trên các sợi chỉ tại các điểm khác nhau của nó. Giao điểm của tất cả các hướng được đánh dấu bởi sợi chỉ sẽ là trọng tâm của cơ thể. Trọng tâm của các vật thể có hình dạng thông thường nằm ở tâm đối xứng của vật thể và không nhất thiết nó phải thuộc về vật thể (ví dụ, tâm đối xứng của một chiếc nhẫn).

Đối với một vật thể ở gần bề mặt Trái đất, lực hấp dẫn là:

khối lượng của Trái đất ở đâu, m- khối lượng cơ thể, R là bán kính của trái đất.

Nếu chỉ có lực này tác dụng lên vật (và tất cả các lực khác đều cân bằng) thì vật đó rơi tự do. Gia tốc của sự rơi tự do này có thể được tìm thấy bằng cách áp dụng định luật II Newton:

(2)

Từ công thức này, ta có thể kết luận rằng gia tốc rơi tự do không phụ thuộc vào khối lượng của vật m, do đó, nó giống nhau đối với tất cả các cơ thể. Theo định luật thứ hai của Newton, lực hấp dẫn có thể được định nghĩa là sản phẩm của khối lượng và gia tốc của một vật (trong trường hợp này, gia tốc do trọng lực g);

Trọng lực, tác dụng lên vật, bằng tích khối lượng của vật và gia tốc rơi tự do.

Giống như định luật thứ hai của Newton, công thức (2) chỉ có giá trị trong hệ quy chiếu quán tính. Trên bề mặt Trái đất, chỉ những hệ liên kết với các cực của Trái đất, không tham gia vào quá trình quay hàng ngày của nó, mới có thể là hệ quy chiếu quán tính. Tất cả các điểm khác trên bề mặt trái đất chuyển động theo đường tròn với gia tốc hướng tâm và hệ quy chiếu gắn với các điểm này là phi quán tính.

Do Trái Đất quay nên gia tốc rơi tự do ở các vĩ độ khác nhau là khác nhau. Tuy nhiên, gia tốc rơi tự do ở các vùng khác nhau trên địa cầu khác nhau rất ít và khác rất ít so với giá trị được tính theo công thức

Do đó, trong các tính toán sơ bộ, hệ quy chiếu phi quán tính gắn với bề mặt Trái đất bị bỏ qua, và gia tốc rơi tự do được cho là như nhau ở mọi nơi.

Sự định nghĩa

Dưới tác dụng của lực hút đối với Trái đất, tất cả các vật thể rơi xuống với cùng gia tốc đối với bề mặt của nó. Gia tốc này được gọi là gia tốc rơi tự do và được ký hiệu là: g. Giá trị của nó trong hệ SI được coi là g = 9.80665 m / s 2 - đây được gọi là giá trị tiêu chuẩn.

Điều trên có nghĩa là trong hệ quy chiếu gắn với Trái đất, vật nào có khối lượng m thì chịu tác dụng của một lực bằng:

được gọi là lực hấp dẫn.

Nếu cơ thể ở yên trên bề mặt Trái đất, thì lực hấp dẫn được cân bằng bởi phản lực của hệ thống treo hoặc giá đỡ giữ cho cơ thể không bị rơi (trọng lượng cơ thể).

Sự khác biệt giữa lực hấp dẫn và lực hút trái đất

Nói một cách chính xác, cần lưu ý rằng do hệ quy chiếu phi quán tính gắn với Trái đất nên lực hấp dẫn khác với lực hút đối với Trái đất. Gia tốc tương ứng với chuyển động dọc theo quỹ đạo nhỏ hơn đáng kể so với gia tốc liên quan đến chuyển động quay hàng ngày của Trái đất. Hệ quy chiếu gắn với Trái Đất quay theo hệ quy chiếu quán tính với vận tốc góc = const. Vì vậy, trong trường hợp xem xét chuyển động của các vật thể đối với Trái đất, người ta phải tính đến lực ly tâm của quán tính (F in), bằng:

trong đó m là khối lượng vật thể, r là khoảng cách từ trục Trái đất. Nếu vật thể nằm không cao so với bề mặt Trái đất (so với bán kính Trái đất), thì chúng ta có thể cho rằng

trong đó R Z là bán kính trái đất, là vĩ độ của khu vực.

Trong trường hợp này, gia tốc rơi tự do (g) đối với Trái đất sẽ được xác định bởi tác dụng của các lực: lực hút Trái đất () và lực quán tính (). Trong trường hợp này, lực hấp dẫn là kết quả của các lực sau:

Vì lực hấp dẫn báo cho vật có khối lượng m một gia tốc bằng, nên quan hệ (1) có giá trị.

Sự khác biệt giữa lực hấp dẫn và lực hút đối với Trái đất là nhỏ. Như .

Giống như bất kỳ lực nào, lực hấp dẫn là một đại lượng vectơ. Ví dụ, hướng của lực trùng với hướng của sợi bị kéo căng bởi tải trọng, được gọi là hướng của dây dọi. Lực hướng vào tâm trái đất. Điều này có nghĩa là dây dọi cũng chỉ hướng vào các cực và đường xích đạo. Ở các vĩ độ khác, góc lệch () từ phương đến tâm Trái Đất bằng:

Độ chênh lệch giữa F g -P cực đại ở xích đạo, nó bằng 0,3% độ lớn của lực F g. Vì địa cầu được làm phẳng gần các cực, F g có một số thay đổi theo vĩ độ. Vì vậy, nó ở xích đạo ít hơn 0,2% so với ở hai cực. Kết quả là gia tốc g thay đổi theo vĩ độ từ 9,780 m / s 2 (xích đạo) đến 9,832 m / s 2 (cực).

Đối với hệ quy chiếu quán tính (ví dụ, hệ quy chiếu nhật tâm), một vật đang rơi tự do sẽ chuyển động với gia tốc (a) khác g, bằng giá trị tuyệt đối:

và trùng phương với phương của lực.

Đơn vị trọng lực

Đơn vị cơ bản của trọng lực trong hệ SI là: [P] = H

Trong GHS: [P] = din

Ví dụ về giải quyết vấn đề

Ví dụ

Bài tập. Xác định độ lớn của lực hấp dẫn trên Trái đất (P 1) lớn hơn lực hấp dẫn trên Mặt trăng (P 2) bao nhiêu lần.

Quyết định. Môđun của trọng lực được xác định theo công thức:

Nếu chúng ta có nghĩa là lực hấp dẫn lên Trái đất, thì chúng ta sử dụng giá trị m / s ^ 2 làm gia tốc rơi tự do. Để tính lực hấp dẫn lên Mặt Trăng, sử dụng sách tham khảo, gia tốc rơi tự do trên hành tinh này bằng 1,6 m / s ^ 2.

Vì vậy, để trả lời câu hỏi được đặt ra, người ta nên tìm mối quan hệ:

Hãy thực hiện các phép tính:

Trả lời.

Ví dụ

Bài tập. Nhận biểu thức liên hệ vĩ độ và góc mà véc tơ trọng lực và véc tơ lực hút Trái đất tạo thành.

Quyết định. Góc được tạo thành giữa hướng của lực hút đối với Trái đất và hướng của trọng lực có thể được ước tính nếu chúng ta xem xét Hình 1 và áp dụng định lý sin. Hình 1 cho thấy: - lực quán tính ly tâm, sinh ra do chuyển động quay của Trái đất quanh trục của nó, - trọng lực, - lực hút của vật đối với Trái đất. Góc là vĩ độ của địa hình trên Trái đất.

Định nghĩa 1

Lực hấp dẫn được coi là tác dụng vào trọng tâm của cơ thể, được xác định bằng cách treo cơ thể khỏi một sợi chỉ tại các điểm khác nhau của nó. Trong trường hợp này, giao điểm của tất cả các hướng được đánh dấu bằng một sợi chỉ sẽ được coi là trọng tâm của cơ thể.

Khái niệm về lực hấp dẫn

Lực hấp dẫn trong vật lý là lực tác động lên bất kỳ vật thể vật chất nào gần bề mặt trái đất hoặc một vật thể thiên văn khác. Lực hấp dẫn trên bề mặt hành tinh, theo định nghĩa, sẽ là tổng lực hấp dẫn của hành tinh, cũng như lực quán tính ly tâm, gây ra bởi chuyển động quay hàng ngày của hành tinh.

Các lực khác (ví dụ, lực hút của Mặt trời và Mặt trăng), do độ nhỏ của chúng, không được tính đến hoặc được nghiên cứu riêng biệt dưới dạng những thay đổi theo thời gian trong trường hấp dẫn của Trái đất. Trọng lực truyền gia tốc bằng nhau cho tất cả các vật thể, bất kể khối lượng của chúng, đồng thời đại diện cho một lực bảo toàn. Nó được tính toán dựa trên công thức:

$ \ vec (P) = m \ vec (g) $,

trong đó $ \ vec (g) $ là gia tốc do trọng lực truyền cho vật, được ký hiệu là gia tốc rơi tự do.

Ngoài lực hấp dẫn, các vật thể chuyển động so với bề mặt Trái đất cũng chịu tác động trực tiếp của lực Coriolis, là lực được sử dụng để nghiên cứu chuyển động của một điểm vật chất đối với hệ quy chiếu quay. Việc bổ sung lực Coriolis cho các lực vật lý tác dụng lên một điểm vật chất sẽ làm cho nó có thể tính đến ảnh hưởng của chuyển động quay của hệ quy chiếu đối với chuyển động đó.

Các công thức quan trọng để tính toán

Theo định luật vạn vật hấp dẫn, lực hấp dẫn tác dụng lên một chất điểm có khối lượng $ m $ trên bề mặt của một vật thể đối xứng cầu thiên văn có khối lượng $ M $ sẽ được xác định theo quan hệ:

$ F = (G) \ frac (Mm) (R ^ 2) $, trong đó:

• $ G $ là hằng số hấp dẫn,
• $ R $ - bán kính cơ thể.

Mối quan hệ này hóa ra có giá trị nếu chúng ta giả sử một sự phân bố khối lượng đối xứng hình cầu trên thể tích của vật thể. Khi đó lực hút trọng trường hướng thẳng vào trọng tâm của vật.

Môđun của lực quán tính ly tâm $ Q $ tác dụng lên hạt vật chất được biểu thị bằng công thức:

$ Q = maw ^ 2 $ trong đó:

• $ a $ là khoảng cách giữa hạt và trục quay của thiên thể đang được xem xét,
• $ w $ là vận tốc góc của chuyển động quay của nó. Trong trường hợp này, lực quán tính ly tâm trở nên vuông góc với trục quay và hướng ra xa nó.

Ở định dạng vectơ, biểu thức của lực quán tính li tâm được viết như sau:

$ \ vec (Q) = (mw ^ 2 \ vec (R_0)) $, trong đó:

$ \ vec (R_0) $ là một vectơ vuông góc với trục quay, được vẽ từ nó đến điểm vật chất xác định nằm gần bề mặt Trái đất.

Trong trường hợp này, lực hấp dẫn $ \ vec (P) $ sẽ tương đương với tổng của $ \ vec (F) $ và $ \ vec (Q) $:

$ \ vec (P) = \ vec (F) = \ vec (Q) $

luật hấp dẫn

Nếu không có sự hiện diện của lực hấp dẫn, nguồn gốc của nhiều thứ mà bây giờ dường như là tự nhiên đối với chúng ta sẽ không thể xảy ra: do đó, sẽ không có tuyết lở từ trên núi, không có sông, không có mưa. Bầu khí quyển của Trái đất chỉ có thể được duy trì bởi lực hấp dẫn. Các hành tinh có khối lượng nhỏ hơn, chẳng hạn như Mặt trăng hoặc sao Thủy, mất toàn bộ bầu khí quyển của chúng với tốc độ khá nhanh và trở nên không có khả năng phòng vệ trước bức xạ vũ trụ hung hãn.

Bầu khí quyển của Trái đất đóng vai trò quyết định đến quá trình hình thành sự sống trên Trái đất, cô ạ. Ngoài lực hấp dẫn, Trái đất còn bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của mặt trăng. Do ở gần nhau (trên quy mô vũ trụ), sự tồn tại của ebbs và dòng chảy là có thể xảy ra trên Trái đất, và nhiều nhịp điệu sinh học trùng với âm lịch. Do đó, lực hấp dẫn phải được nhìn nhận theo một quy luật hữu ích và quan trọng của tự nhiên.

Ghi chú 2

Luật hấp dẫn được coi là phổ quát và có thể được áp dụng cho bất kỳ hai vật thể nào có khối lượng nhất định.

Trong tình huống mà khối lượng của một vật thể tương tác hóa ra lớn hơn nhiều so với khối lượng của vật thể thứ hai, người ta nói về một trường hợp đặc biệt của lực hấp dẫn, mà có một thuật ngữ đặc biệt, chẳng hạn như "lực hấp dẫn". Nó được áp dụng cho các nhiệm vụ tập trung vào việc xác định lực hút lên Trái đất hoặc các thiên thể khác. Khi thay giá trị của lực hấp dẫn vào công thức của định luật II Newton, chúng ta nhận được:

Ở đây $ a $ là gia tốc của trọng lực, buộc các vật thể có xu hướng về phía nhau. Trong các bài toán liên quan đến việc sử dụng gia tốc rơi tự do, gia tốc này được ký hiệu bằng chữ cái $ g $. Sử dụng phép tính tích phân của riêng mình, Newton đã quản lý về mặt toán học để chứng minh sự tập trung không đổi của trọng lực ở trung tâm của một vật thể lớn hơn.

Cần phải biết điểm tác dụng và phương của mỗi lực. Điều quan trọng là có thể xác định chính xác lực tác dụng lên cơ thể và theo hướng nào. Lực được ký hiệu là, được đo bằng Newton. Để phân biệt giữa các lực, chúng được ký hiệu như sau

Dưới đây là các lực chính tác động trong tự nhiên. Không thể phát minh ra lực không tồn tại khi giải quyết vấn đề!

Có nhiều lực trong tự nhiên. Ở đây chúng ta xem xét các lực được xem xét trong khóa học vật lý nhà trường khi nghiên cứu động lực học. Các lực lượng khác cũng được đề cập, sẽ được thảo luận trong các phần khác.

Trọng lực

Mọi cơ thể trên hành tinh đều chịu tác động của lực hấp dẫn của Trái đất. Lực mà Trái đất hút vào mỗi vật thể được xác định theo công thức

Điểm áp dụng là trọng tâm của cơ thể. Trọng lực luôn hướng xuống theo chiều dọc.

Lực ma sát

Chúng ta hãy làm quen với lực ma sát. Lực này phát sinh khi các vật thể chuyển động và hai bề mặt tiếp xúc với nhau. Lực phát sinh do thực tế là các bề mặt, khi quan sát dưới kính hiển vi, không mịn như chúng có vẻ. Lực ma sát được xác định theo công thức:

Lực tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa hai bề mặt. Hướng theo hướng ngược lại với chuyển động.

Hỗ trợ lực lượng phản ứng

Hãy tưởng tượng một vật rất nặng nằm trên bàn. Bàn uốn cong dưới trọng lượng của vật. Nhưng theo định luật thứ ba của Newton, bàn tác dụng lên vật bằng một lực hoàn toàn bằng lực của vật trên bàn. Lực có phương ngược với lực mà vật tác dụng lên bàn. Đó là lên. Lực này được gọi là phản lực hỗ trợ. Tên của lực lượng "nói" phản ứng hỗ trợ. Lực này phát sinh bất cứ khi nào có tác động lên gối tựa. Bản chất của sự xuất hiện của nó ở cấp độ phân tử. Vật thể, như nó vốn có, bị biến dạng vị trí thông thường và các liên kết của các phân tử (bên trong bàn), đến lượt chúng, chúng có xu hướng trở lại trạng thái ban đầu, “chống lại”.

Hoàn toàn bất kỳ cơ thể nào, ngay cả một vật rất nhẹ (ví dụ, một chiếc bút chì nằm trên bàn), sẽ làm biến dạng giá đỡ ở cấp độ vi mô. Do đó, phản ứng hỗ trợ xảy ra.

Không có công thức đặc biệt để tìm lực này. Họ chỉ định nó bằng chữ cái, nhưng lực này chỉ là một loại lực đàn hồi riêng biệt, vì vậy nó cũng có thể được ký hiệu là

Lực tác dụng tại điểm tiếp xúc của vật với giá đỡ. Hướng vuông góc với giá đỡ.

Vì cơ thể được biểu diễn như một điểm vật chất, lực có thể được mô tả từ tâm

Lực đàn hồi

Lực này phát sinh do kết quả của sự biến dạng (thay đổi trạng thái ban đầu của vật chất). Ví dụ, khi chúng ta kéo căng một lò xo, chúng ta tăng khoảng cách giữa các phân tử của vật liệu làm lò xo. Khi chúng ta nén lò xo, chúng ta giảm nó. Khi chúng ta vặn hoặc dịch chuyển. Trong tất cả các ví dụ này, một lực phát sinh ngăn cản sự biến dạng - lực đàn hồi.

Luật Hooke

Lực đàn hồi có hướng ngược chiều với độ biến dạng.

Vì cơ thể được biểu diễn như một điểm vật chất, lực có thể được mô tả từ tâm

Khi mắc nối tiếp, ví dụ như lò xo, độ cứng được tính theo công thức

Khi kết nối song song, độ cứng

Độ cứng của mẫu. Mô đun của Young.

Môđun Young đặc trưng cho tính chất đàn hồi của một chất. Đây là một giá trị không đổi chỉ phụ thuộc vào chất liệu, trạng thái vật chất của nó. Đặc trưng cho khả năng của vật liệu chống lại biến dạng kéo hoặc nén. Giá trị của mô đun Young là dạng bảng.

Tìm hiểu thêm về các tính chất của chất rắn.

Trọng lượng cơ thể

Trọng lượng cơ thể là lực mà một vật tác dụng lên giá đỡ. Bạn nói đó là lực hấp dẫn! Sự nhầm lẫn xảy ra như sau: quả thực, trọng lượng của cơ thể thường bằng trọng lực, nhưng những lực này hoàn toàn khác nhau. Lực hấp dẫn là lực sinh ra từ tương tác với Trái đất. Trọng lượng là kết quả của sự tương tác với giá đỡ. Lực hấp dẫn được đặt tại trọng tâm của vật thể, trong khi trọng lượng là lực tác dụng lên giá đỡ (không phải vật thể)!

Không có công thức xác định trọng lượng. Lực này được ký hiệu bằng chữ cái.

Phản lực hỗ trợ hoặc lực đàn hồi phát sinh khi phản tác dụng của một vật lên hệ thống treo hoặc giá đỡ, do đó trọng lượng cơ thể luôn bằng số với lực đàn hồi, nhưng có hướng ngược lại.

Phản lực của giá đỡ và trọng lượng là những lực có cùng bản chất, theo định luật 3 Newton thì chúng bằng nhau và ngược chiều nhau. Trọng lượng là lực tác dụng lên giá đỡ, không phải tác dụng lên cơ thể. Trọng lực tác dụng lên cơ thể.

Trọng lượng cơ thể có thể không bằng trọng lực. Nó có thể nhiều hơn hoặc ít hơn, hoặc có thể sao cho trọng lượng bằng không. Trạng thái này được gọi là không trọng lượng. Không trọng lượng là trạng thái khi một vật không tương tác với giá đỡ, ví dụ, trạng thái đang bay: có trọng lực, nhưng trọng lượng bằng không!

Có thể xác định hướng của gia tốc nếu bạn xác định được vị trí của lực gây ra

Lưu ý rằng trọng lượng là một lực, được đo bằng Newton. Làm thế nào để trả lời chính xác câu hỏi: "Bạn nặng bao nhiêu"? Chúng tôi trả lời là 50 kg, không phải là trọng lượng, mà là khối lượng của chúng tôi! Trong ví dụ này, trọng lượng của chúng ta bằng trọng lực, xấp xỉ 500N!

Quá tải- tỷ số giữa trọng lượng và trọng lực

Sức mạnh của Archimedes

Lực phát sinh do sự tương tác của một vật với chất lỏng (khí), khi nó được ngâm trong chất lỏng (hoặc khí). Lực này đẩy cơ thể ra khỏi nước (khí). Do đó, nó được hướng thẳng đứng lên trên (đẩy). Được xác định theo công thức:

Trong không khí, chúng tôi bỏ qua lực lượng của Archimedes.

Nếu lực Archimedes bằng lực hấp dẫn, vật thể nổi. Nếu lực Archimedes lớn hơn thì nó nổi lên trên bề mặt chất lỏng, nếu nhỏ hơn thì nó chìm xuống.

lực điện

Có các lực có nguồn gốc điện. Xảy ra khi có điện tích. Các lực này như lực Coulomb, lực Ampère, lực Lorentz sẽ được thảo luận chi tiết trong phần Điện.

Biểu đồ của các lực tác dụng lên cơ thể

Thường thì cơ thể được mô hình hóa bởi một điểm vật liệu. Do đó, trong các sơ đồ, các điểm ứng dụng khác nhau được chuyển đến một điểm - vào trung tâm, và phần thân được mô tả theo sơ đồ dưới dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật.

Để chỉ định chính xác các lực, cần phải liệt kê tất cả các vật thể mà vật thể được nghiên cứu tương tác với nó. Xác định những gì xảy ra do tương tác với mỗi: ma sát, biến dạng, lực hút, hoặc có thể là lực đẩy. Xác định loại lực, chỉ rõ phương. Chú ý! Số lượng lực sẽ trùng với số lượng vật thể mà tương tác diễn ra.

Điều chính cần nhớ

1) Các lực lượng và bản chất của chúng; 2) Hướng của các lực; 3) Có thể xác định các lực tác dụng

Phân biệt ma sát ngoài (khô) và ma sát trong (nhớt). Ma sát bên ngoài xảy ra giữa các bề mặt rắn tiếp xúc với nhau, ma sát trong xảy ra giữa các lớp chất lỏng hoặc chất khí trong quá trình chuyển động tương đối của chúng. Có ba dạng ma sát ngoài: ma sát tĩnh, ma sát trượt và ma sát lăn.

Ma sát lăn được xác định theo công thức

Lực cản xuất hiện khi một vật chuyển động trong chất lỏng hoặc chất khí. Độ lớn của lực cản phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của vật thể, tốc độ chuyển động của nó và tính chất của chất lỏng hoặc chất khí. Ở tốc độ thấp, lực cản tỷ lệ với tốc độ của cơ thể

Ở tốc độ cao, nó tỷ lệ với bình phương tốc độ

Coi lực hút lẫn nhau của một vật và Trái đất. Giữa chúng, theo định luật trọng lực, một lực phát sinh Bây giờ chúng ta hãy so sánh định luật trọng lực và lực hấp dẫn

Giá trị của gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào khối lượng Trái Đất và bán kính của nó! Do đó, có thể tính toán các vật thể có gia tốc nào trên Mặt trăng hoặc trên bất kỳ hành tinh nào khác sẽ rơi, bằng cách sử dụng khối lượng và bán kính của hành tinh đó.

Khoảng cách từ tâm Trái Đất đến các cực nhỏ hơn đến xích đạo. Do đó, gia tốc rơi tự do ở xích đạo nhỏ hơn ở hai cực một chút. Đồng thời, cần lưu ý rằng nguyên nhân chính dẫn đến sự phụ thuộc của gia tốc rơi tự do vào vĩ độ của khu vực là do Trái đất quay quanh trục của nó.

Khi di chuyển ra xa bề mặt Trái đất, trọng lực và gia tốc rơi tự do thay đổi tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến tâm Trái đất.