Lý thuyết lực hấp dẫn, định luật vạn vật hấp dẫn, vật lí lớp 10

Lực hấp dẫn là lực hút nhau của mọi vật trong vũ trụ, lực hấp dẫn tương tác xuyên qua khoảng không gian giữa các vật.

Định luật vạn vật hấp dẫn:

Lực hấp dẫn tỉ lệ thuận với tích khối lượng của hai vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Biểu thức của lực hấp dẫn:

\[F_{hd}=G\dfrac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}\]

trong đó

m₁; m₂: là khối lượng của hai vật (kg)
G = 6,67.10^-11N.m²/kg²: hằng số hấp dẫn
r: khoảng cách giữa hai vật (m)
F$_{hd}$: lực hấp dẫn giữa hai vật (N)

Lực hấp dẫn và trọng lực

Đối với các vật nằm trong trường hấp dẫn của Trái Đất cách mặt đất một khoảng h đều chịu lực hút của Trái Đất, lực này gọi riêng là trọng lực, trọng lực có điểm đặt tại trọng tâm của vật, luôn có phương thẳng đứng chiều từ trên xuống hướng vào tâm Trái Đất. Độ lớn của trọng lực gọi là trọng lượng.

\[F_{hd}=G\dfrac{mM}{(R+h)^{2}} = mg = P\]

Biểu thức tính gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao:

=> $g = \dfrac{M}{(R \pm h)^{2}}$

Trong đó:

g: gia tốc rơi tự do (m/s²)
m: khối lượng của vật cần tính trọng lượng (kg)
M: khối lượng của Trái Đất (kg)
R: bán kính của Trái Đất (m)
h: độ cao (độ sâu) của vật so với mặt đất (m)
P: độ lớn của trọng lực (N)

Trong thực tế khối lượng Trái Đất phân bố không đồng đều → gia tốc rơi tự do của vật tại các địa điểm khác nhau trên Trái Đất là khác nhau, hay nói cách khác gia tốc rơi tự do là đại lượng phụ thuộc vào vị trí địa lý.