- Luyện 100 đề thi thử 2021. Đăng ký ngay!
Bài viết Công thức tính công của trọng lực hay, chi tiết Vật Lí lớp 10 hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính công của trọng lực hay, chi tiết.
1. Khái niệm
- Trọng lực chính là lực hút Trái Đất tác dụng lên một vật nào đó và có phương thẳng đứng, có chiều hướng về phía Trái Đất.
- Công của trọng lực là đại lượng đo bằng tích độ lớn của trọng lực và hình chiếu của độ dời điểm đặt trên phương của trọng lực.
2. Công thức
Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.
Trong đó:
zMN: là khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối theo phương thẳng đứng [m]
zM: độ cao điểm đầu của quỹ đạo [m]
zN: độ cao điểm sau của quỹ đạo [m]
m: khối lượng của vật [kg]
Wt1 – Wt2= ∆Wt: độ giảm thế năng
3. Kiến thức mở rộng
- Công của trọng lực không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc các vị trí đầu và cuối. Lực có tính chất như thế được gọi là lực thế hay lực bảo toàn.
Ví dụ:
+ Công của trọng lực P khi vật có khối lượng m rơi tự do từ độ cao h1 xuống độ cao h2 là:
AP = mg.h
+ Công của trọng lực P khi vật có khối lượng m trượt xuống theo mặt phẳng nghiêng góc α, độ cao h:
AP = mg.h
- Khi vật đi từ cao xuống thấp:
AP = mg.h, với h = z1 – z2
AP > 0: công phát động, thế năng của vật giảm
- Khi vật đi từ thấp lên cao:
AP = - mg.h, với h = z1 – z2
AP < 0: công cản thế năng của vật tăng
- Khi vật dịch chuyển theo quỹ đạo là đường cong kín:
AP =0, tổng đại số công thực hiện bằng 0
4. Ví dụ minh họa
Bài 1: Một buồng cáp treo chở người có khối lượng tổng cộng 800kg đi từ vị trí xuất phát cách mặt đất 10m tới một trạm dừng trên núi ở độ cao 550m sau đó lại tiếp tục tới một trạm khác cao hơn. Lấy g = 10m/s2. Công do trọng lực thực hiện khi buồng cáp treo di chuyển từ vị trí xuất phát tới trạm dừng thứ nhất là BAO NHIÊU?
Lời giải
Chọn mốc thế năng tại mặt đất
Tại vị trí xuất phát, cáp treo có độ cao z1 = 10m
Tại trạm thứ nhất, cáp treo có độ cao z2 = 550m
Công của trọng lực bằng độ giảm thế năng:
Bài 2: Một vật có khối lượng 10 kg được đặt trên mặt đất và cạnh một cái giếng nước cách mặt đất 6m, lấy g = 10 m/s2. Tính công của trọng lực khi người di chuyến từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất.
Lời giải
Chọn mốc thế năng tại mặt đất
Thế năng của người tại đáy giếng: WtB = -mgzB
Thế năng của người tại độ cao 3m so với mặt đất: WtA = -mgzA
Công của trọng lực khi người di chuyến từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất là:
Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Câu hỏi: Công của trọng lực có đặc điểm gì?
Lời giải:
Công của trọng lực có đặc điểm:
+ Trọng lực có phương thẳng đứng và có chiều hướng về phía Trái Đất. Trọng lực có điểm đặt tại tâm của vật.
+ Trọng lực là lực hút của Trái Đất.
Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết về công của trọng lực có đặc điểm gì nhé!
Trọng lực là gì?
- Trọng lực là một trong những loại lực cơ bản nhất trong lĩnh vực vật lý cơ học. Bản chất của trọng lực chính là lực hút của Trái Đất lên một vật bất kỳ.
-Đơn vị đo của trọng lực được hệ thống đơn vị đo lường quốc tế SI công nhận là Newton, ký hiệu là N.
-Đơn vị được đặt tên theo nhà bác học Isaac Newton – Người đã tìm ra Định luật vạn vật hấp dẫn, mở một cánh cửa mới cho ngành vật lý cơ học.
-Theo hệ thống đơn vị đo lường, đơn vị đo này sẽ được quy đổi như sau:
100 g = 1 N
1 kg = 10 N
Lực hấp dẫn
-Lực hấp dẫn hay còn được gọi là Tương tác hấp dẫn là một hiện tượng khi mà các vật chất có khối lượng hoặc mang năng lượng đều bị hút lại nhau. Tất cả các vật chất đều có hiện tượng tương hấp dẫn từ các hành tinh, ngôi sao và thậm chí cả ánh sáng.
-Mọi hành tinh trong vũ trụ đều được bao quanh bởi một trường được gọi là trường hấp dẫn. Theo khái niệm vật lý của Newton, chúng ta có thể hiểu rằng, mọi vật nằm trong trường hấp dẫn sẽ chịu lực hấp dẫn của hành tinh đó.
-Lực hấp dẫn của Trái Đất chính là nguyên nhân tạo ra trọng lượng cho mọi vật. Còn lực hấp dẫn của Mặt Trăng tác động lên nước biển tạo nên hiện tượng thủy triều.
Trọng lượng là gì?
Trọng lượng của một vật chính là độ lớn của trọng lực/lực hấp dẫn tác dụng lên vật thể đó. Trọng lượng của vật được ký hiệu bằng chữP.
Phân biệt trọng lực với trọng lượng
Loại lực |
Giống nhau |
Khác nhau |
| Trọng lực | Chúng đều là do lực hút của Trái Đất tạo thành | Là lực hấp dẫn, lực hút của Trái Đất tác động lên 1 vật thể bất kỳ. |
| Trọng lượng | Là lực mà lực hút Trái Đất tác động lên vật thể đó hoặc là độ lớn của trọng lực ̣tác dụng lên 1 vật. |
Công thức tính trọng lực là gì?
Trọng lực được tính dựa trên công thức như sau: P = mg
Trong đó:
– m là khối lượng của vật được tính bằng kg
– g là gia tốc của vật, đơn vị gia tốc là m/s2
– Gia tốc được tính theo đơn vị “mét” [m] khi đó gia tốc trọng trường trên bề mặt trái đất là 9.8m/s2. “Mét” trở thành đơn vị quy chuẩn và được sử dụng phổ biến.
– Nếu bạn sử dụng feet thì giá trị gia tốc trọng trường bạn cần sử dụng là 32,2 f/s2 về bản chất giá trị này không hoàn toàn thay đổi mà chỉ quy theo feet thay là mét.
Trọng trường là gì?
- Trọng trường chính là gia tốc Trái Đất tác dụng lên tất cả các vật chất trên bề mặt hoặc gần bề mặt của Trái Đất. Đây là một khái niệm vật lý quan trọng được nghiên cứu trong lĩnh vực địa vật lý và trong lĩnh vực khoa học vũ trụ.
- Trọng trường là một hằng số được ký hiệu bằng chữg.
g = 9.81 m/s2
Công thức tính công của trọng lực
Để tính công của trọng lực Trái Đất trong trường hợp khi xét một vật được thả tự do từ độ cao h2 xuống độ cao h1 so với bề mặt Trái Đất, ta cần sử dụng công thức sau:
A = FScosα
Trong đó:
+ Flà độ lớn của lực tác động lên vật [N]
+ Slà khoảng cách giữa hai điểm từ h2 tới h1 [m]
+ αlà góc rơi của vật thể. Trong trường hợp đang xét, gócα = 0 do vật rơi theo phương thẳng đứng
+ Alà công của trọng lực [J]
- Gia tốc trọng trường của Mặt trăng chỉ có giá trị khoảng 1.622 m/s2. Giá trị này chỉ bằng ⅙ so với gia tốc trọng trường của Trái Đất. Chính vì vậy, bạn có thể thấy các phi hành gia gần như bay trong không khí khi bước trên bề mặt của mặt trăng.
-Gia tốc trọng trường của Mặt trời gấp tới 28 lần so với tại Trái Đất. Nếu bạn có thể bước lên Mặt trời, cơ thể bạn sẽ nặng hơn tới 28 lần so với cân nặng thực.
-Trọng lực là nguyên nhân của nhiều hiện tượng thiên nhiên trong đời sống như mưa rơi, tuyết rơi, hiện tượng mưa sao băng, …