Bài 17. Trọng lực và lực căng

I. Trọng lực

1. Trọng lực

Trọng lực là lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vật gây ra cho vật gia tốc rơi tự do. Trọng lực được kí hiệu là vectơ \(\overrightarrow{P}\).

Quả táo rơi do tác dụng của trọng lực

- Ở gần Trái Đất, trọng lực có:

• Phương thẳng đứng.
• Chiều từ trên xuống.
• Điểm đặt gọi là trọng tâm của vật.

- Công thức của trọng lực:

Trọng lực là lực tác dụng lên vật, gây cho vật gia tốc rơi tự do. Áp dụng Định luật 2 Newton, ta tìm được công thức của trọng lực:

\(\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{g}\)

2. Trọng lượng

- Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật.

- Công thức tính trọng lượng: \(P=mg\)

- Trọng lượng của một vật có thể được đo bằng lực kế hoặc cân lò xo.

 

3. Phân biệt khối lượng và trọng lượng

Khối lượng là số đo lượng chất của vật. Vì vậy, khối lượng của một vật không thay đổi khi ta chuyển nó từ nơi này đến nơi khác.

Trọng lượng của một vật thay đổi khi đem đến một nơi khác có gia tốc rơi tự do thay đổi.

4. Trọng tâm

Vị trí của trọng tâm phụ thuộc vào sự phân bố khối lượng của vật, có thể nằm bên trong vật hoặc bên ngoài vật.

Trọng tâm có vai trò quan trọng trong sự cân bằng của các vật.

Trọng tâm của các vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật.

II. Lực căng

Khi dùng tay kéo dãn một sợi dây cao su, ta thấy dây cao su cũng kéo trở lại hai tay. Khi một sợi dây bị kéo thì ở tại mọi điểm trên dây, kể cả hai đầu dây xuất hiện lực để chống lại sự kéo, lực này gọi là lực căng, kí hiệu là \(\overrightarrow{T}\).

Xét trường hợp vật nặng được treo vào một dây nhẹ, mảnh và không dãn như hình dưới. Lực căng dây cân bằng với trọng lực tác dụng lên vật nặng.

 

Khi một sợi dây bị kéo căng, nó sẽ tác dụng lên hai vật gắn với hai đầu dây những lực căng có đặc điểm:

• Điểm đặt: điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật.
• Phương: trùng với sợi dây.
• Chiều: hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây.

Với những dây có khối lượng không đáng kể thì lực căng ở hai đầu dây luôn có cùng một độ lớn.

Lưu ý: lực căng dây xuất hiện tại mọi điểm trên dây. Độ lớn của lực căng dây được xác định dựa vào điều kiện cụ thể của cơ hệ.

1. Trọng lực được kí hiệu là vectơ \(\overrightarrow{P}\), có:

• Phương thẳng đứng.
• Chiều hướng về phía tâm Trái Đất.
• Điểm đặt gọi là trọng tâm của vật.
• Độ lớn: \(P=mg\)

2. Khi vật đứng yên trên Trái Đất, trọng lượng của vật bằng độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật: \(P=mg\).

3. Lực căng do sợi dây tác dụng vào vật, có phương trùng với phương của sợi dây, có chiều ngược với chiều của lực do vật kéo dãn dây.