LÀM THẾ NÀO ĐỂ BAY RA KHỎI TRÁI ĐẤT ?

Khi bạn đá quả bóng hay bắn viên đạn lên trời,dù cao đến đâu rồi chúng cũng rơi xuống đất. Tại sao chúng không lên cao mãi và "đi luôn" nhỉ? Đơn giản là tất cả các vật thể quanh Trái Đất đều không thể "chạy trốn'' khỏi sức hút của nó.

Vậy sao các vệ tinh nhân tạo và phi thuyền không gian vẫn có thể bay quanh Trái Đất rất nhiều ngày mà không bị rơi?

Muốn giải thích điều này, trước tiên chúng ta hãy làm một thí nghiệm đơn giản: Buộc một vật nặng vào đầu dây, cầm chắc đầu kia sợi dây và quay mạnh. Tay bạn sẽ cảm thấy có một lực kéo căng ra các phía. Lực kéo đó gọi là lực ly tâm. Một lực khác của sợi dây giữ chặt vật nặng và bắt nó quay tròn, gọi là lực hướng tâm. Lực ly tâm và lực hướng tâm tuy ngược nhau nhưng cân bằng và tác động vào hai vật thể (sợi dây và vật nặng). Mọi vật khi chuyển động tròn đều bị tác động của lực hướng tâm.

Khi bay, vệ tinh nhân tạo cũng chịu tác dụng của lực hướng tâm do sức hút của Trái Đất sinh ra. Nếu vệ tinh có tốc độ nhỏ, lực hướng tâm cần thiết không đủ lớn, thì sức hút này không những buộc vệ tinh nhân tạo phải bay quanh mà còn kéo nó trở lại Trái Đất.

Chỉ khi vệ tinh nhân tạo bay với tốc độ cực lớn, đến mức lực hướng tâm hoàn toàn dùng vào chuyển động tròn của vệ tinh thì nó mới không bị rơi. Theo tính toán khoa học, để khả năng này xảy ra, vệ tinh nhân tạo phải đạt tốc độ 7,9km/s và phải bay theo hướng ném văng ra khỏi mặt nước. Tốc độ này được gọi là ''tốc độ vũ trụ 1''.

Tuy vậy, ngay cả ở tốc độ này, do gặp phải lớp không khí mỏng ngoài Trái Đất, vệ tinh sẽ chuyển động chậm dần và cuối cùng rơi vào tầng khí quyển đậm đặc, cọ xát nóng lên và bốc cháy.

Để khắc phục hiện tượng đó và ''thoát ly'' khỏi Trái Đất, vệ tinh phải đạt tốc độ 11,2km/s, khi đó nó sẽ trở thành vệ tinh nhân tạo. Tốc độ này còn gọi là ''tốc độ thoát ly'' hoặc ''tốc độ vũ trụ 2''.

Nếu muốn bay tới các hành tinh khác, vệ tinh cần đạt tốc độ 16,7km/s. Tốc độ này là ''tốc độ vũ trụ 3''.

LÀM THẾ NÀO ĐỂ BAY RA KHỎI TRÁI ĐẤT ?

Khi bạn đá quả bóng hay bắn viên đạn lên trời,dù cao đến đâu rồi chúng cũng rơi xuống đất. Tại sao chúng không lên cao mãi và "đi luôn" nhỉ? Đơn giản là tất cả các vật thể quanh Trái Đất đều không thể "chạy trốn'' khỏi sức hút của nó.

Vậy sao các vệ tinh nhân tạo và phi thuyền không gian vẫn có thể bay quanh Trái Đất rất nhiều ngày mà không bị rơi?

Muốn giải thích điều này, trước tiên chúng ta hãy làm một thí nghiệm đơn giản: Buộc một vật nặng vào đầu dây, cầm chắc đầu kia sợi dây và quay mạnh. Tay bạn sẽ cảm thấy có một lực kéo căng ra các phía. Lực kéo đó gọi là lực ly tâm. Một lực khác của sợi dây giữ chặt vật nặng và bắt nó quay tròn, gọi là lực hướng tâm. Lực ly tâm và lực hướng tâm tuy ngược nhau nhưng cân bằng và tác động vào hai vật thể (sợi dây và vật nặng). Mọi vật khi chuyển động tròn đều bị tác động của lực hướng tâm.

Khi bay, vệ tinh nhân tạo cũng chịu tác dụng của lực hướng tâm do sức hút của Trái Đất sinh ra. Nếu vệ tinh có tốc độ nhỏ, lực hướng tâm cần thiết không đủ lớn, thì sức hút này không những buộc vệ tinh nhân tạo phải bay quanh mà còn kéo nó trở lại Trái Đất.

Chỉ khi vệ tinh nhân tạo bay với tốc độ cực lớn, đến mức lực hướng tâm hoàn toàn dùng vào chuyển động tròn của vệ tinh thì nó mới không bị rơi. Theo tính toán khoa học, để khả năng này xảy ra, vệ tinh nhân tạo phải đạt tốc độ 7,9km/s và phải bay theo hướng ném văng ra khỏi mặt nước. Tốc độ này được gọi là ''tốc độ vũ trụ 1''.

Tuy vậy, ngay cả ở tốc độ này, do gặp phải lớp không khí mỏng ngoài Trái Đất, vệ tinh sẽ chuyển động chậm dần và cuối cùng rơi vào tầng khí quyển đậm đặc, cọ xát nóng lên và bốc cháy.

Để khắc phục hiện tượng đó và ''thoát ly'' khỏi Trái Đất, vệ tinh phải đạt tốc độ 11,2km/s, khi đó nó sẽ trở thành vệ tinh nhân tạo. Tốc độ này còn gọi là ''tốc độ thoát ly'' hoặc ''tốc độ vũ trụ 2''.

Nếu muốn bay tới các hành tinh khác, vệ tinh cần đạt tốc độ 16,7km/s. Tốc độ này là ''tốc độ vũ trụ 3''.

a) Một người nhảy dù được một lúc nhưng chưa bung dù ra. Khi này người đang rơi nhanh dần theo phương thẳng đứng. Hãy nêu và so sánh phương, chiều của trọng lực tác dụng lên người với phương, chiều của chuyển động. Lực này có tác dụng làm thay đổi yếu tố nào của chuyển động và thay đổi như thế nào?

b) Một máy bay hạ cánh đang chuyển động trên đường băng và bung dù để tạo lực cản của không khí. Hãy nêu và so sánh phương, chiều của lực cản với phương, chiều chuyển động. Lực này tác dụng làm thay đổi yếu tố nào của chuyển động và thay đổi như thế nào?

c) Mặt trăng chuyển động tròn đều quanh Trái Đất. Lực tác dụng lên Mặt Trăng là lực hút của Trái Đất, có điểm đặt tại Mặt Trăng và hướng về tâm Trái Đất. Lực này có tác dụng thay đổi yếu tố nào của chuyển động? 

Khoảng cách từ Mặt Trăng và Trái Đất đến Mặt Trời coi như bằng nhau. Khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất coi như bằng 300 lần khoảng cách từ Mặt Trăng đến Trái Đất. Khối lượng Mặt Trời coi như bằng 300 lần khối lượng Trái Đất. Xét các lực hấp dẫn mà Mặt Trời và Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng. Lực nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần ?

A. Hai lực bằng nhau.

B. Lực hút do mặt Trời nhỏ hơn.

C. Lực hút do Mặt Trời bằng 3/10 lực hút do Trái Đất.

D. Lực hút do Mặt Trời bằng 10/3 lực hút do Trái Đất.

Câu 8: a. Phân biệt lực tiếp xúc và lực không tiếp xúc?

b. Cho các lực sau: Lực hút của trái đất, lực hút của 2 quyển vở đặt trên bàn, lực ma sát, lực kéo 1 thùng hàng. Chỉ rõ lực nào là lực tiếp xúc, lực nào không phải lực tiếp xúc?