Bài 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 trang 29 SBT Vật lí 10

11.1.

Một vật khối lượng 2 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 20 N. Khi chuyển động tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu niutơn ?

A. 1 N.                B.2.5N.

C.5N.                  D. 10 N.

Phương pháp giải:

- Áp dụng công thức tính gia tốc trọng trường g: \(g = \dfrac{{G.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

- Áp dụng công thức tính trọng lựơng: \(P = m.g\)

Lời giải chi tiết:

\({g_1} = \dfrac{{G.M}}{{{R^2}}};{g_2} = \dfrac{{G.M}}{{{{(2R)}^2}}} \to \dfrac{{{g_1}}}{{{g_2}}} = 4\)

\({P_1} = m.{g_1};{P_2} = m.{g_2} \\\to \dfrac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \dfrac{{{g_1}}}{{{g_2}}} \\\to {P_2} = {P_1}.\dfrac{{{g_2}}}{{{g_1}}} = 20.\dfrac{1}{4} = 5(N)\)

Chọn đáp án C

11.2.

Hai xe tải giống nhau, mỗi xe có khối lượng 2.10⁴ kg, ở cách xa nhau 40 m. Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu phần trọng lượng P của mỗi xe ? Lấy g = 9,8 m/s².

A. 34.10^-10P.             B. 34.10^-8P.      

C 85.10^-8P.                D. 85.10^-12P.

Phương pháp giải:

- Áp dụng công thức tính trọng lựơng: \(P = m.g\)

- Áp dụng công thức tính lực hấp dẫn: \({F_{hd}} = G\dfrac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)

Lời giải chi tiết:

\({F_{hd}} = {F_{hd12}} = {F_{hd21}} \\={6,67.10^{ - 11}}\dfrac{{{{2.10}^4}{{.2.10}^4}}}{{{{40}^2}}} \\= {1,6675.10^{ - 5}}(N)\)

\(P = {P_1} = {P_2} \\= {2.10^4}.9,8 = 196000(N)\)

\( \to \dfrac{{{F_{hd}}}}{P} = \dfrac{{{{1,6675.10}^{ - 5}}}}{{196000}}\\ = {8,5.10^{ - 11}} = {85.10^{ - 12}} \\\to {F_{hd}} = {85.10^{ - 12}}P\)

Chọn đáp án D

11.3.

Một con tàu vũ trụ có khối lượng m = 1000 kg đang bay quanh Trái Đất ở độ cao bằng hai lần bán kính Trái Đất. Tính lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên nó. Cho biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là g = 9,8 m/s².

A. 4 900 N.                   B. 3 270 N.      

C. 2 450 N.                   D. 1089 N.

Phương pháp giải:

- Áp dụng công thức tính gia tốc trọng trường g: \(g = \dfrac{{G.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

- Áp dụng công thức tính trọng lựơng: \(P = m.g\)

Lời giải chi tiết:

Gia tốc trọng trường tại mặt đất\({g_1} = g = 9,8(m/{s^2})\)

Vệ tinh ở độ cao 2R, nên khoảng cách tới tâm trái đất là 3R, có gia tốc trọng trường là \({g_2}\)

\({g_1} = \dfrac{{G.M}}{{{R^2}}};{g_2} = \dfrac{{G.M}}{{{{(3R)}^2}}} \\\to \dfrac{{{g_1}}}{{{g_2}}} = 9\)

\( \to {g_2} = 1,089(m/{s^2})\)

Lực hấp dẫn của trái đất tác dụng lên tàu vũ trụ chính là trọng lượng của tàu vũ trụ: \({P_2} = m.{g_2} = 1000.1,089 = 1089(N)\)

Chọn đáp án D

11.4.

Bán kính của sao Hoả r = 3400 km và gia tốc rơi tự do ở bề mặt sao Hoả g = 0,38g₀ (g₀ là gia tốc rơi tự do ở bề mặt Trái Đất). Hãy xác định khối lượng của sao Hoả. Cho biết Trái Đất có bán kính R₀ = 6 400 km và có khối lượng M₀ = 6.10²⁴ kg.

A. 6,4.10²³kg.                    B. 1,2.10²⁴kg    

C. 2,28.10²⁴ kg.                 D. 21.10²⁴kg.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính gia tốc trọng trường g: \(g = \dfrac{{G.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có gia tốc rơi tự do trên Trái Đất là: \(g = \dfrac{{G.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

Tương tự ta có gia tốc rơi tự do trên sao Hỏa là: \({g_{sH}} = G.\dfrac{{{M_{sh}}}}{{R_{sH}^2}}\)

\( \to \dfrac{{{g_{sH}}}}{g} = \dfrac{{{M_{sH}}.{R^2}}}{{M.R_{sH}^2}} \\\to 0,38 = \dfrac{{{M_{sH}}{{.6400}^2}}}{{{{6.10}^{24}}{{.3400}^2}}} \\\to {M_{sH}} = {6,4.10^{23}}(kg)\)

Chọn đáp án A

Loigiaihay.com