ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER

ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TPHCM

nhóm 5

Tại sao những hành tinh càng gần mặt trời thì chuyển động càng nhanh WHY ???!!!

NỘI DUNG TÌM HIỂU :

 A CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN CỦA ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

M t tr i ặ ờ

M t tr ng ặ ă

Trái t đấ

Hình ảnh mô tả chuyển động

của một số hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời

II - ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

1) Định luật:

Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của

chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

2.Hệ Thức

: Lực hấp dẫn giữa hai vật ( N ) : khối lượng của hai vật ( kg )

r : Khoảng cách giữa hai vật ( m )

Chú ý : Hệ thức này thông thường được áp dụng cho các vật trong hai trường hợp :

• Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng

• Các vật đồng chất và có dạng hình cầu Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lưc hấp dẫn nằm trên đường nối hai tâm và đặt vào hai tâm đó

m2

m1

Fhd Fhd

r

THỦY TRIỀU

III TRỌNG LỰC LÀ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA LỰC HẤP DẪN

 Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó

• Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực của vật.

• Xét vật có khối lượng m ở độ cao h so với mặt đất Gọi M và R lần lượt là

khối lượng và bán kính của Trái Đất.

•

R

h

Câu 1: Viết biểu thức lực hấp dẫn giữa hai vật trong hình vẽ sau:

1 2 2

PH N B Ầ

LỰC HẤP DẪN

ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

NHÓM 5-DD12LT04

I MỞ ĐẦU

-) Trái Đất là trung tâm

của vũ trụ,các hành tinh

chuyển động xung quanh

Trái Đất theo quỹ đạo tròn

Ptoleme

Hệ Nhật Tâm có gì khác so với

Hệ Địa Tâm ?

Câu hỏi đặt ra :

Hệ Địa Tâm Hệ Nhật Tâm

Hình ảnh một số hành tinh trong Hệ Mặt Trời

Vấn đề đật ra là :

- Chúng chuyển động có tuân theo quy luật nào không ?

Dựa trên những số liệu quan sát về vị trí của các hành tinh, năm 1619 Kepler nhà thiên văn học người Đức đã tìm ra ba

định luật mô tả chính xác qui luật chuyển động của các hành tinh.

Johannes Kepler, 1571- 1630, nhà thiên văn học người Đức.

II CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE

1) Định luật I

- Mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo elip , mà Mặt Trời là một tiêu điểm

Mỗi elip có 2 trục vuông góc, trên đó bán kính trục lớn kí hiệu : a , bán kính trục nhỏ

kí hiệu : b F1 , F2 là các tiêu điểm của elip nằm đối xứng trên 2 bán trục lớn

=> MF1 + MF2 = 2a ( = hằng số )

Tốc độ chuyển động của các hành tinh tại

những vị trí khác nhau trên quỹ đạo có quan

hệ gì với nhau?

Có nhận xét gì về vận tốc dài của các hành tinh qua định luật II Kê-ple ?

+Vận tốc tại điểm xa Mặt trời nhất là 29,3km/s

+Vận tốc tại điểm gần Mặt trời nhất là 30,3km/s

T2 (năm)

a3 (đv thiên văn)

3) Định luật III

- Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay

là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt trời

Hay đối với 1 hành tinh bất kì :

Chứng minh định luật Kê-ple

Xét hai hành tinh 1 và 2 của hệ Mặt trời Coi quỹ đạo chuyển động của các hành tinh gần đúng là tròn thì gia tốc hướng tâm là :

Lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh gây ra gia tốc này Theo định luật II Niuton , áp dụng đối với hành tinh 1 ta có :

Mà M T là khối lượng của Mặt trời ,nên ta có :

( 1 )

2 1

Kết quả trên không phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh , do đó có thể áp dụng cho hành tinh 2 :

( 2 )

So sánh (1) và (2) ,ta tìm được công thức cho định luật III Kê-ple chính xác là :

3 1

 Lời giải:

 1 năm là thời gian để hành tinh quay được một vòng

xung quanh Mặt trời

 Gọi T1 là một năm trên Hỏa tinh

 T2 là một năm trên Trái đất.

32

IV VỆ TINH NHÂN TẠO TỐC ĐỘ VŨ TRỤ

Khi một vật bị ném với một vận tốc có một giá trị đủ lớn, vật sẽ không trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái Đất, khi đó nó được gọi là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất.

Sput-nhich vệ tinh nhân tạo đầu tiên của loại người do Liên Xô phóng lên ngày 4/10/1957

Vệ tinh nhân tạo ISS

Phóng vệ tinh

Trái Đấ t vI=7,9 km/s

vII=11,2 km/s vIII=16,7 km/s

Tốc độ vũ trụ

 Tốc độ vũ trụ cấp I: VI=7,9 km/s Vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn.

 7,9 km/s <V<11,2km/s: quỹ đạo elip.

 Tốc độ vũ trụ cấp II: VII= 11,2km/s 11,2km/s<V<16,7km/s: quỹ đạo Parabol: vệ tinh trở thành hành tinh của Mặt trời.

 Tốc độ vũ trụ cấp III:VIII=16,7 km/s

 V>VIII: quỹ đạo Hypebol: vật thóat ra khỏi hệ Mặt trời

- Khi vận tốc v= 11,2 km/s – vận tốc vũ trụ cấp 2

=> quỹ đạo parabol

- Khi vận tốc v= 16,7 km/s – vận tốc vũ trụ cấp 3

=> vệ tinh có thể thoát ra khỏi hệ Mặt trời

Củng cố bài học :

Câu hỏi : định luật III Kê-ple có liên quan đến ( các ) yếu tố nào ?

A Hình dạng của quỹ đạo

B Chu kì quay của hành tinh

C Bán kính của quỹ đạo

D Diện tích quét bởi đường thẳng nối Mặt trời với hành tinh

Trắc nghiệm kiến thức

Câu 1: Chọn phát biểu đúng:

Chu kỳ quay của một hành tinh xung quanh Mặt trời

A Phụ thuộc khối lượng hành tinh.

B Phụ thuộc vận tốc chuyển động trên quỹ đạo.

C Giống nhau với mỗi hành tinh.

D Phụ thuộc bán kính trung bình của quỹ đạo

Gợi ý

Dựa vào định luật Kê-ple

Một hành tinh của hệ Mặt trời có khối lượng bằng

4 lần khối lượng Trái đất, có bán kính bằng 3 lần bán kính Trái đất Trên hành tinh đó, trọng lượng của một người có khối lượng 70 kg là

2 D

M

G R

Bài thuy t trình n ây k t thúc chúc các b n và quý th y cô m nh kh e ế đế đ ế ạ ầ ạ ỏ

THE END TO BE CONTINOUS …