Bài toán về lực hấp dẫn giữa hai vật thể có khối lượng luôn là một chủ đề thú vị trong vật lý. Hôm nay, Xe Tải Mỹ Đình sẽ cùng bạn khám phá một bài toán điển hình, áp dụng công thức tính lực hấp dẫn để giải quyết một tình huống thực tế với hai chiếc xe tải.
Đề bài: Hai xe tải giống nhau và khối lượng của chúng
Hai xe tải hoàn toàn giống nhau, mỗi xe có khối lượng lên đến 2.104 kg. Chúng đang đỗ cách nhau một khoảng là 40 mét. Câu hỏi đặt ra là: lực hấp dẫn giữa hai chiếc xe tải này lớn gấp bao nhiêu lần so với trọng lượng của một chiếc xe? Biết rằng gia tốc trọng trường g = 9.8 m/s2.
Lời giải chi tiết bài toán về lực hấp dẫn giữa hai xe tải
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ từng bước áp dụng công thức và phân tích để tìm ra đáp án.
1. Tính lực hấp dẫn giữa hai xe tải
Theo định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, lực hấp dẫn giữa hai vật thể được tính theo công thức:
F = G (m1 m2) / r2
Trong đó:
- F là lực hấp dẫn giữa hai vật (N)
- G là hằng số hấp dẫn, G ≈ 6.674 × 10-11 N(m/kg)2
- m1 và m2 là khối lượng của hai vật (kg)
- r là khoảng cách giữa tâm của hai vật (m)
Trong trường hợp này:
- m1 = m2 = 2.104 kg (khối lượng mỗi xe tải)
- r = 40 m (khoảng cách giữa hai xe tải)
- G ≈ 6.674 × 10-11 N(m/kg)2
Thay số vào công thức, ta có:
F = (6.674 × 10-11) (2.104 2.104) / (40)2
F ≈ 1.75 × 10-9 N
Vậy, lực hấp dẫn giữa hai xe tải là khoảng 1.75 × 10-9 Newton.
2. Tính trọng lượng của mỗi xe tải
Trọng lượng của một vật thể là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật thể đó. Công thức tính trọng lượng là:
P = m * g
Trong đó:
- P là trọng lượng (N)
- m là khối lượng (kg)
- g là gia tốc trọng trường (m/s2)
Trong trường hợp này:
- m = 2.104 kg (khối lượng mỗi xe tải)
- g = 9.8 m/s2
Thay số vào công thức, ta có:
P = 2.104 * 9.8
P = 196000 N
Vậy, trọng lượng của mỗi xe tải là 196000 Newton.
3. So sánh lực hấp dẫn và trọng lượng
Để biết lực hấp dẫn giữa hai xe tải bằng bao nhiêu lần trọng lượng của mỗi xe, ta thực hiện phép chia:
Tỷ lệ = F / P = (1.75 × 10-9 N) / (196000 N)
Tỷ lệ ≈ 8.93 × 10-15
Như vậy, lực hấp dẫn giữa hai xe tải chỉ bằng khoảng 8.93 × 10-15 lần trọng lượng của mỗi xe. Đây là một con số vô cùng nhỏ, cho thấy lực hấp dẫn giữa các vật thể có khối lượng không quá lớn trong điều kiện thông thường trên Trái Đất.
Kết luận
Qua bài toán này, chúng ta thấy rằng mặc dù mọi vật thể đều có lực hấp dẫn tác dụng lên nhau, nhưng đối với những vật thể có khối lượng không quá lớn và khoảng cách tương đối xa như hai chiếc xe tải, lực hấp dẫn này là rất nhỏ so với trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên chúng. Điều này giải thích tại sao trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta không cảm nhận được lực hấp dẫn giữa các vật thể xung quanh, mà chỉ cảm nhận rõ trọng lực của Trái Đất.
Hy vọng bài viết này từ Xe Tải Mỹ Đình đã giúp bạn hiểu rõ hơn về lực hấp dẫn và cách áp dụng công thức để giải quyết các bài toán liên quan.
