Giải Lý 10 SGK nâng cao Chương 2 Bài 17 Lực hấp dẫn

Hãy chọn câu đúng.

Khi khối lượng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều tăng lên gấp đôi thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn

A. Tăng gấp đôi

B. Giảm đi một nửa

C. Tăng gấp bốn

D. Giữ nguyên như cũ.

Hướng dẫn giải:

Ta có:

\({{F_2} = \frac{{\left( {2{m_1}} \right)\left( {2{m_2}} \right)}}{{{{\left( {2r} \right)}^2}}} = \frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} = {F_1}}\)

→ Độ lớn lực hấp dẫn vẫn giữ nguyên như cũ.

Chọn đáp án D.

---

Hãy chọn câu đúng

Lực hấp dẫn do một hòn đá ở trên mặt đất tác dụng vào trái đất thì có độ lớn

A. Lớn hơn trọng lượng của hòn đá

B. Nhỏ hơn trọng lượng của hòn đá

C. Bằng trọng lượng hòn đá

D. Bằng 0

Hướng dẫn giải:

Ta có: Trọng lượng P của hòn đá là độ lớn lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên hòn đá theo định luật III Niu-tơn thì lực hòn đá hấp dẫn Trái Đất cũng có cùng độ lớn với P.

Chọn đáp án C.

---

Câu nào sau đây là đúng khi nói về lực hấp dẫn do trái đất tác dụng lên mặt trăng và do mặt trăng tác dụng lên trái đất?

A. Hai lực này cùng phương,cùng chiều

B. Hai lực này cùng phương, ngược chiều nhau

C. Hai lực này cùng chiều, cùng độ lớn

D. Phương của hai lực này luôn thay đổi và không trùng nhau

Hướng dẫn giải:

Theo định luật III Niuton: Lực tương tác giữa hai vật là cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn.

Chọn đáp án B.

---

Hãy tra cứu Bảng Những số liệu chính về 9 hành tinh của hệ mặt trời (trang 191 SGK) để tính gia tốc rơi tự do trên bề mặt của Hỏa tinh, Kim tinh, Mộc tinh. Biết gia tốc rơi tự do ở bề mặt trái đất là 9,81m/s².

Hướng dẫn giải:

• Gia tốc rơi tự do ở bề mặt Trái Đất là:  \(g = \frac{{GM}}{{{R^2}}}\)

• Gia tốc rơi tự do ở bề mặt Hỏa tinh:

\(\begin{array}{l} {g_H} = \frac{{G{M_H}}}{{{R^2}_H}}\\ \Rightarrow {g_H} = \frac{{{M_H}}}{M}{\left( {\frac{R}{{{R_H}}}} \right)^2}g = \frac{{{M_H}}}{M}{\left( {\frac{d}{{{d_H}}}} \right)^2}.g\\ \Rightarrow {g_H} = 0,11{(\frac{{12750}}{{6790}})^2}.9,81 \approx 3,80(m/{s^2}) \end{array}\)

• Gia tốc rơi tự do ở bề mặt Kim tinh:

\(\begin{array}{l} {g_K} = \frac{{{M_K}}}{M}{(\frac{d}{{{d_K}}})^2}.g\\ \Rightarrow {g_K} = 0,82{(\frac{{12750}}{{12100}})^2}.9,81\\ \Rightarrow {g_K} \approx 8,93(m/{s^2}) \end{array}\)

• Gia tốc rơi tự do ở bề mặt Mộc tinh:

\(\begin{array}{l} {g_M} = 318.{\left( {\frac{{12750}}{{142980}}} \right)^2}.9,81\\ \Rightarrow {g_M} \approx 24,8{\mkern 1mu} (m/{s^2}) \end{array}\)

---

Biết khối lượng của một hòn đá là m = 2,3kg; gia tốc rơi tự do là g= 9,81m/s². Hỏi hòn đá hút Trái Đất với một lực bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Hòn đá hút Trái Đất một lực có độ lớn bằng lực mà Trái Đất hút hòn đá:

\(P = mg = 2,3.9,81 \approx 22,56\left( N \right)\)

---

Tính hấp dẫn giữa hai tàu thủy, mỗi tàu có khối lượng 100000 tấn khi chúng ở cách nhau 0,5km. Lực đó có làm cho chúng tiến lại gần nhau không?

Hướng dẫn giải:

\({m_1} = {m_2} = \) 100000 tấn = 100000000kg = 10⁸kg

Lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy:

\({F = \frac{{G{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} = \frac{{6,{{67.10}^{ - 11}}.{{({{10}^8})}^2}}}{{{{({{5.10}^2})}^2}}} \approx 2,7(N)}\)

→ Vì F_hd rất nhỏ so với lực cản của nước nên hai tàu không thể tiến lại gần nhau được.

---

Ở độ cao nào so với mặt đất thì gia tốc rơi tự do bằng một nửa gia tốc rơi tự do ở mặt đất? Cho bán kính trái đất là R= 6400km.

Hướng dẫn giải:

Gọi h là độ cao mà ở đó gia tốc rơi tự do g bằng một nửa gia tốc rơi tự do ở mặt đất.

• Gia tốc rơi tự do tại mặt đất là: \({g_o} = \frac{{GM}}{{{R^2}}}\)

• Gia tốc rơi tự do tại độ cao h là : \(g = \frac{{GM}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow {\mkern 1mu} {\left( {1 + \frac{h}{R}} \right)^2} = \frac{{{g_o}}}{g} = 2\\ \Rightarrow h = R(\sqrt 2 - 1)\\ \Rightarrow h \approx 2650{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} km \end{array}\)

 

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 2 Bài 17 Lực hấp dẫn được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!