Gia tốc là tốc độ thay đổi của vận tốc như một hàm của thời gian. Nó là một vectơ, nghĩa là nó có cả độ lớn và hướng. Nó được đo bằng mét trên giây bình phương hoặc mét trên giây (tốc độ hoặc vận tốc của đối tượng) trên giây. Theo thuật ngữ giải tích, gia tốc là đạo hàm bậc hai của vị trí liên quan đến thời gian hoặc, đạo hàm bậc nhất của vận tốc liên quan đến thời gian. Gia tốc — Thay đổi tốc độTrải nghiệm hàng ngày về gia tốc là trong một chiếc xe. Bạn đạp ga và xe tăng tốc khi động cơ tác dụng lực tăng dần lên hệ truyền động. Nhưng giảm tốc cũng là gia tốc – vận tốc đang thay đổi. Nếu bạn rời chân khỏi bàn đạp ga, lực giảm và vận tốc giảm dần theo thời gian. Bạn thấy trong quảng cáo ô tô, gia tốc là nguyên tắc của việc thay đổi tốc độ (dặm trên giờ) theo thời gian, chẳng hạn như từ số không đến 60 dặm một giờ trong 5 giây. Đơn vị gia tốcĐơn vị SI cho gia tốc là m/s2 (mét trên giây bình phương hoặc mét trên giây trên giây). Gal hay galileo (Gal) là một đơn vị của gia tốc được sử dụng trong trọng trường nhưng không phải là một đơn vị SI. Nó được định nghĩa là 1 cm trên giây bình phương. 1 cm/s2. Đơn vị Anh cho gia tốc là feet trên giây trên giây, ft/s2. Gia tốc tiêu chuẩn do trọng lực, hay trọng lực tiêu chuẩn g0 là gia tốc trọng trường của một vật trong chân không gần bề mặt trái đất. Nó kết hợp các tác động của trọng lực và gia tốc ly tâm từ chuyển động quay của Trái đất.
Định luật II Newton – Tính gia tốcPhương trình gia tốc của nhà cơ học cổ điển xuất phát từ Định luật II Newton: Tổng các lực (F) tác dụng lên một vật có khối lượng không đổi (m) bằng khối lượng m nhân với gia tốc của vật (a). F = ma Do đó, gia tốc là: a = F/m Kết quả của phương trình này cho thấy nếu không có lực nào tác dụng lên vật (F = 0) thì vật đó sẽ không tăng tốc. Tốc độ của nó sẽ không đổi. Nếu thêm khối lượng vào vật thì gia tốc sẽ thấp hơn. Nếu loại bỏ khối lượng ra khỏi vật thì gia tốc của nó sẽ cao hơn. Định luật thứ hai của Newton là một trong ba định luật chuyển động được Isaac Newton công bố năm 1687 trên tạp chí Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên tắc toán học của triết học tự nhiên). Gia tốc và Tương đốiTrong khi các định luật chuyển động của Newton áp dụng ở tốc độ mà chúng ta gặp phải trong cuộc sống hàng ngày, nhưng một khi các vật thể di chuyển gần tốc độ ánh sáng, các quy tắc sẽ thay đổi. Đó là khi thuyết tương đối hẹp của Einstein chính xác hơn. Thuyết tương đối hẹp nói rằng cần nhiều lực hơn để tạo ra gia tốc khi một vật thể tiến tới tốc độ ánh sáng. Cuối cùng, gia tốc trở nên nhỏ dần và vật thể không bao giờ đạt được tốc độ ánh sáng. Theo lý thuyết tương đối rộng, nguyên lý tương đương nói rằng lực hấp dẫn và gia tốc có những tác động giống hệt nhau. Bạn không biết mình có đang tăng tốc hay không trừ khi bạn có thể quan sát mà không có bất kỳ lực nào tác động lên bạn, kể cả trọng lực.
I. Phương pháp giải
Cách 2 : Gia tốc ở mặt đất: \(g = \frac{{GM}}{{{R^2}}} = 10(m/{s^2})\)
Câu 2: Tìm gia tốc rơi tự do tại nơ có độ cao bằng ¾ bán kính trái đất biết gia tốc rơi tự do ở mặ đất ${g_0} = 9,8m/{s^2}$ Cách 1: Chứng minh tương tự ta có $ \Rightarrow {g_h} = {g_0}{(\frac{R}{{R + h}})^2} \Rightarrow {g_h} = 9,8(\frac{R}{{R + \frac{{3R}}{4}}}) = 3,2(m/{s^2})$ Cách 2 : Gia tốc ở mặt đất: \(g = \frac{{GM}}{{{R^2}}} = 9,8(m/{s^2})\) Gia tốc ở độ cao h: \({g_h}, = \frac{{GM}}{{{{(R + h)}^2}}} = \frac{{GM}}{{{{(\frac{7}{4}R)}^2}}} = 3,2m/{s^2}\)Câu 3: Tính gia tốc rơi tự do của một vật ở độ cao h = 5R ( R = 6400km), biết gia tốc rơi tự do tại mặt đất là 10m/s$^{2}$. Cách 1: Chứng minh tương tự ta có $ \Rightarrow {g_h} = {g_0}{(\frac{R}{{R + h}})^2} \Rightarrow {g_h} = 10(\frac{R}{{R + 5R}}) = 0,28(m/{s^2})$ Cách 2: Gia tốc ở mặt đất: \(g = \frac{{GM}}{{{R^2}}} = 10(m/{s^2})\) Gia tốc ở độ cao h: \({g_h} = \frac{{GM}}{{{{(R + h)}^2}}} = \frac{{GM}}{{{{(6R)}^2}}} = 0,28\left( {m/{s^2}} \right)\)
Với loạt bài Công thức tính gia tốc trọng trường Vật Lí lớp 10 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 10. Bài viết Công thức tính gia tốc trọng trường 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 gia tốc trọng trường Vật Lí 10.
 1. Khái niệm - Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực. - Trong trường hợp có thể bỏ qua ảnh hưởng của các yếu tố khác lên vật rơi, ta có thể coi sự rơi của vật như là sự rơi tự do. - Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. - Gia tốc trọng trường (g) là gia tốc do lực hấp dẫn tác dụng lên một vật. - Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, mọi vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g. Gia tốc rơi tự do ở các vĩ độ khác nhau trên Trái Đất thì khác nhau. Người ta thường lấy g ≈ 9,8 m/s2 hoặc g ≈ 10 m/s2 . - Theo Niu – tơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vạt là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Trọng lực đặt vào một điểm đặc biệt của vật, gọi là trọng tâm của vật. Độ lớn của trọng lực (tức trọng lượng) bằng: 2. Công thức - Gia tốc rơi tự do: Trong đó: + h là độ cao của vật so với mặt đất (m) + M và R lần lượt là khối lượng và bán kính của Trái Đất + m là khối lượng của vật - Nếu vật ở gần mặt đất (h < R) : 3. Kiến thức mở rộng - Cũng như vận tốc, gia tốc trọng trường là đại lượng có hướng. - Độ lớn của trọng lực: - Lập tỉ số ta tính được gia tốc tại độ cao h so với mặt đất: Trong đó: + gh là gia tốc tại độ cao h so với mặt đất + g0 là gia tốc tại mặt đất + R là bán kính của Trái đất + h là độ cao của vật so với mặt đất
4. Bài tập minh họa Câu 1: Tìm gia tốc rơi tự do tại một nơi có độ cao bằng nửa bán kính trái đất. Biết gia tốc trọng trường tại mặt đất là g=10 m/s2. Lời giải: Gia tốc ở mặt đất: Gia tốc ở độ cao h: Câu 2: Gia tốc rơi tự do trên bề mặt của mặt trăng là 1,6m/s2 và RMT = 1740km. Hỏi ở độ cao nào so với mặt trăng thì g = 1/9 gMT. Lời giải: Gia tốc ở mặt trăng: Gia tốc ở độ cao h: Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
|
