Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 12)

1.15 Định luật vạn vật hấp dẫn Newton Lực hấp dẫn là lực hút tương hỗ giữa hai vật bất kì có khối lượng, bất kể kích cỡ của chúng. Độ lớn của lực hấp dẫn giữa hai vật phụ thuộc vào hai biến: khối lượng và khoảng cách. Nếu chúng ta mang hai quyển sách giáo khoa vật lí ra ngoài không gian vũ trụ và để chúng cách nhau 1,0 m, chúng sẽ gia tốc về phía nhau rất chậm. Nếu chúng ta tách hai hành tinh Trái đất sao cho bề mặt của chúng cách nhau 1,0...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 12) Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 12)1.15 Định luật vạn vật hấp dẫn NewtonLực hấp dẫn là lực hút tương hỗ giữa hai vật bất kì cókhối lượng, bất kể kích cỡ của chúng. Độ lớn của lực hấpdẫn giữa hai vật phụ thuộc vào hai biến: khối lượng vàkhoảng cách. Nếu chúng ta mang hai quyển sách giáokhoa vật lí ra ngoài không gian vũ trụ và để chúng cáchnhau 1,0 m, chúng sẽ gia tốc về phía nhau rất chậm. Nếuchúng ta tách hai hành tinh Trái đất sao cho bề mặt củachúng cách nhau 1,0 m, chúng sẽ gia tốc về phía nhau rấtnhanh. Nếu chúng ta tăng khoảng cách giữa hai Trái đấtđó lên đáng kể, thì chúng sẽ gia tốc về phía nhau chậmhơn nhiều. Newton biểu diễn mối quan hệ này dưới dạngđại số trong định luật vạn vật hấp dẫn của ông.Xét hai quả cầu khối lượng m1 và m2 có tâm của chúngcách nhau một khoảng r (xem Hình 1.56a). Theo định luậtvạn vật hấp dẫn, độ lớn của lực hút giữa chúng được biểudiễn bởi phương trình + Phóng to hìnhHằng số vạn vật hấp dẫn, G, lần đầu tiên được đo bởiHenry Cavendish vào năm 1798. Trong thí nghiệm kinhđiển của ông, Cavendish sử dụng một cái cân xoắn gồmmột thanh ngang dài 2 m treo tại điểm chính giữa của nóbằng một sợi dây mảnh. Tại mỗi đầu thanh có gắn mộtquả cầu bằng chì 0,8 kg. Khi hai quả cầu chì lớn hơn, 50kg, được mang đến gần mỗi quả cầu nhỏ, sợi dây mảnhhơi xoắn lại một chút do lực hút giữa những quả cầu lớnvà nhỏ (Hình 1.56b). Cavendish đã có thể tính ra lực cầnthiết để làm xoắn sợi dây mảnh đó, và đã sử dụng nó đểtìm lực hút giữa những quả cầu. Ông tìm thấy lực hút giữahai khối lượng 1 kg cách nhau 1 m là 6,67 × 10-11 N. Từđịnh luật vạn vật hấp dẫn NewtonKhông nên nhầm hằng số này với g, là độ lớn trường hấpdẫn, hay gia tốc trọng trường.