Trả lời nhanh
Nhận định sai là: “Trọng lực tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật”. Thực tế trọng lực (trọng lượng) của một vật tỉ lệ thuận với khối lượng của nó, theo công thức P = 10.m (gần đúng). Vật có khối lượng gấp đôi thì bị Trái Đất hút với lực gấp đôi, chứ không giảm đi một nửa.
Trọng lực là gì?
Trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên mọi vật ở trên hoặc gần mặt đất. Độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật được gọi là trọng lượng của vật, đơn vị là niutơn (N). Vì mỗi vật đều bị hút về phía Trái Đất nên quả táo rời cành sẽ rơi xuống chứ không bay lên.
Ba đặc điểm của trọng lực
- Phương: thẳng đứng (phương của dây dọi).
- Chiều: hướng từ trên xuống dưới, về phía tâm Trái Đất.
- Điểm đặt: tại trọng tâm của vật.
Mối quan hệ giữa trọng lực và khối lượng
Ở gần mặt đất, trọng lượng P (đơn vị N) và khối lượng m (đơn vị kg) liên hệ bởi P = 10.m. Con số 10 là cách làm tròn hệ số g khoảng 9,8 N/kg ở mặt đất, thường dùng trong chương trình phổ thông.
| Khối lượng m (kg) | Trọng lượng P (N) |
|---|---|
| 0,5 | 5 |
| 1 | 10 |
| 2 | 20 |
| 5 | 50 |
Khối lượng tăng gấp bao nhiêu lần thì trọng lượng cũng tăng gấp bấy nhiêu lần, đó chính là quan hệ tỉ lệ thuận. Nếu tỉ lệ nghịch thì vật nặng hơn sẽ có trọng lực nhỏ hơn, điều này trái với thực tế: bê một bao gạo nặng khó hơn bê bao nhỏ.
Vì sao trọng lực tỉ lệ thuận chứ không phải tỉ lệ nghịch?
Lực hấp dẫn mà Trái Đất tác dụng lên vật phụ thuộc vào khối lượng của vật: vật chứa nhiều “chất” hơn thì bị hút mạnh hơn. Em có thể tự kiểm chứng bằng lực kế: treo một quả nặng 100 g rồi treo thêm quả nữa, số chỉ của lực kế tăng dần chứ không giảm.
Phân tích các nhận định thường gặp
- “Trọng lực có phương thẳng đứng, chiều hướng về phía Trái Đất”: đúng.
- “Trọng lực tác dụng lên vật có độ lớn gọi là trọng lượng”: đúng.
- “Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng của vật”: đúng.
- “Trọng lực tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật”: sai, đây là đáp án của câu hỏi.
Trọng lực thay đổi ra sao ở nơi khác?
Khối lượng của vật không đổi dù vật ở đâu, nhưng trọng lực thì thay đổi theo hành tinh. Trên Mặt Trăng lực hút yếu hơn, trọng lượng của một vật chỉ bằng khoảng một phần sáu so với trên Trái Đất. Phi hành gia vì thế nhảy được rất cao trên Mặt Trăng dù khối lượng bản thân không đổi.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm khối lượng (kg, đo bằng cân) với trọng lượng (N, đo bằng lực kế).
- Cho rằng vật rơi nhanh hay chậm hoàn toàn do trọng lượng; thực tế còn do sức cản không khí.
- Quên đổi đơn vị gam sang kilôgam trước khi dùng P = 10.m.
Luyện tập
Câu 1. Một vật có khối lượng 3 kg. Tính trọng lượng của vật.
Đáp án: P = 10 × 3 = 30 N.
Câu 2. Quả cân có trọng lượng 2 N thì có khối lượng bao nhiêu gam?
Đáp án: m = 2 : 10 = 0,2 kg = 200 g.
Câu 3. Hình vẽ biểu diễn trọng lực của vật phải có phương và chiều thế nào?
Đáp án: mũi tên thẳng đứng, hướng xuống, đặt tại trọng tâm của vật.
Câu hỏi thường gặp
Trọng lực tỉ lệ thuận hay tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật?
Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng của vật, theo công thức gần đúng P = 10.m.
Phương và chiều của trọng lực như thế nào?
Trọng lực có phương thẳng đứng và chiều từ trên xuống dưới, hướng về phía Trái Đất.
Trọng lượng và khối lượng khác nhau ở điểm nào?
Khối lượng chỉ lượng chất của vật, đo bằng kilôgam; trọng lượng là độ lớn của trọng lực, đo bằng niutơn.
Vật có khối lượng 5 kg có trọng lượng bao nhiêu?
Khoảng 50 N vì P = 10.m = 10 × 5.