[Học tốt vật lý] g là gì trong vật lý, sử dụng g để tính trọng lượng
Các công thức trong vật lý thường có sự liên kết chặt chẽ với nhau. Khi nhìn thấy ký tự “g” xuất hiện trong nhiều công thức, nhiều người sẽ thắc mắc “g là gì trong vật lý?”. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về ý nghĩa của ký hiệu này trong lĩnh vực vật lý.
Gia tốc g là gì?
Lực g (hay lực G) là một lực ảo có tính chất quán tính. Nó được sử dụng để giải thích gia tốc tương đối của một vật khi vật đó thay đổi hướng hoặc tốc độ.
Trong vật lý, gia tốc trọng trường là gia tốc do lực hấp dẫn tác động lên một vật. Gia tốc trọng trường có hướng.
Nếu không tính đến ma sát do không khí gây ra, tất cả các vật nhỏ đều trải qua cùng một gia tốc trong môi trường có trọng lực, bất kể khối lượng và cấu trúc của chúng.
Gia tốc trọng trường sẽ khác nhau tại các điểm trên bề mặt Trái Đất, giữa hai bán cầu Nam và Bắc. Giá trị gia tốc dao động từ 9,78m/s² đến 9,83m/s² tuỳ thuộc vào độ cao, độ sâu, vĩ độ,…
“g” – trọng trường của Trái Đất là lực mà Trái Đất tác động lên các vật trên hoặc gần bề mặt của nó. Trong hệ đo lường SI, gia tốc được ký hiệu là m/s² hoặc tương đương với N/kg.
Hằng số tỷ lệ G là hằng số hấp dẫn và đơn vị gia tốc trọng trường không thay đổi khi thay đổi đơn vị của nó.
Gia tốc g~9,8m/s² (chính xác là g=9,80665m/s²). Điều này có nghĩa là nếu không tính sức cản của không khí, tốc độ tự do của một vật gần bề mặt địa cầu sẽ tăng thêm khoảng ~9,8m/s sau mỗi giây trôi qua.
Thực tế, trên bề mặt Trái Đất, ký hiệu “g” có thể được ký hiệu khác nhau như gn, ge, go, g,… Trọng lực của Trái Đất là lực hướng xuống của một vật. Gia tốc trọng trường của Trái Đất và các yếu tố khác như chuyển động tự quay của Trái Đất đều góp phần vào gia tốc trọng lực.
Gia tốc g trong vật lý và cách tính trọng lượng từ khối lượng của vật
Cách xác định gia tốc trọng trường
Giá trị gia tốc trọng trường của Trái Đất là xấp xỉ 9,8m/s². Tuy nhiên, giá trị này có thể thay đổi tùy vị trí trên bề mặt.
Gia tốc trọng trường trên mặt Trăng khác với gia tốc trọng trường của Trái Đất.
Trọng lực trên mặt Trăng chỉ bằng khoảng 1,622m/s² (tương đương với 1/6 giá trị trên Trái Đất). Điều này giải thích tại sao trọng lượng của bạn giảm xuống 1/6 khi bạn đứng trên mặt Trăng.
Gia tốc trọng trường của Mặt Trời cũng không giống với gia tốc trên Mặt Trăng hoặc Trái Đất. Tại Mặt Trời, g=274m/s². Con số này lớn gấp gần 28 lần, điều này có nghĩa là nếu bạn có thể tồn tại trên Mặt Trời, bạn sẽ có trọng lượng gấp 28 lần.
Sử dụng công thức w=m*g
Bên cạnh việc tìm hiểu về “g là gì trong vật lý”? Trọng lượng là giá trị của lực hấp dẫn tác động lên vật. Nó được biểu diễn trong công thức w=m*g (hoặc F=m*g)
Trong đó:
- m có đơn vị là kilogram là khối lượng của vật
- g là gia tốc trọng trường, đơn vị là m/s²
Nếu bạn sử dụng đơn vị mét, g~9,8m/s² hoặc nếu bạn sử dụng đơn vị feet, g~32,2f/s². Tuy nhiên, giá trị gia tốc không khác nhau giữa hai đơn vị này.
Theo công thức trên, chỉ cần biết giá trị khối lượng, bạn có thể tính được trọng lượng của vật. Ngược lại, nếu biết giá trị trọng lượng của vật, bạn có thể dễ dàng tính khối lượng của vật đó.
Ví dụ, nếu một vật có khối lượng 40 kilogram, trọng lượng của vật đó trên Mặt Trăng sẽ là bao nhiêu?
Theo đề bài đã cho, chúng ta đã có giá trị m=40kg và g=1,6m/s² (do gia tốc trọng trường trên Mặt Trăng). Áp dụng công thức trên, chúng ta sẽ có: F=40*1,6= 64 N. Vì vậy, nếu một vật có khối lượng 40kg trên Mặt Trăng, trọng lượng của nó sẽ là 64 N.
Lưu ý khi tính trọng lượng từ khối lượng của vật
Lỗi phổ biến khi tính trọng lượng từ khối lượng của vật là nhầm lẫn giữa hai đơn vị. Khối lượng là lượng chất của một vật và không thay đổi, không phụ thuộc vào vị trí. Trọng lượng, ngược lại, là lực tác động của trọng lực lên lượng chất đó của vật. Trọng lượng có thể thay đổi tại các vị trí khác nhau.
Bên cạnh việc tìm hiểu “g là gì trong vật lý”? Hầu hết các bài toán vật lý sử dụng đơn vị Newton cho trọng lực và m/s² cho gia tốc trọng trường, kg khi tính khối lượng của vật. Do đó, để sử dụng công thức này, bạn cần chuyển đổi đơn vị nếu đề bài yêu cầu sử dụng đơn vị khác.
Một số giá trị thông dụng là:
- 1 pound~4,448N
- 1 foot~0,3048m
Gia tốc g và gia tốc a khác nhau như thế nào?
Bên cạnh việc tìm hiểu “g là gì trong vật lý”, gia tốc g~9,8m/s² và chúng ta cũng gặp phải gia tốc a. Bạn đã biết cách phân biệt hai giá trị gia tốc này chưa?
Gia tốc “a” là ký hiệu cho gia tốc của vật khi di chuyển. Gia tốc a đại diện cho mức độ thay đổi của vận tốc trong quá trình vật chuyển động. Nó chỉ tồn tại khi vật thay đổi vận tốc. Nếu vật giữ vận tốc không đổi trong quá trình di chuyển, gia tốc a sẽ được tính là hằng số không đổi.
Để xác định phương trình gia tốc trung bình, bạn có thể tính gia tốc trung bình trong một khoảng thời gian dựa trên vận tốc trước và sau mốc thời gian đó.
Công thức sử dụng là:
a = Δv / Δt
Trong đó:
- a là ký hiệu của gia tốc (đơn vị là m/s², giống với gia tốc trọng trường)
- Δv là sự thay đổi vận tốc của vật (Δv=v2-v1)
- Δt là khoảng thời gian cần cho sự thay đổi vận tốc xảy ra.
Gia tốc a là một vector, có độ lớn là tổng gia tốc và hướng (đường di chuyển của vật). Trong trường hợp vật di chuyển chậm dần, gia tốc a sẽ là gia tốc âm.
**Trên đây là thông tin về “g là gì trong vật lý, sử dụng g để tính trọng lượng” mà chúng tôi muốn chia sẻ đến các bạn.
Nếu bạn còn thắc mắc, hãy để lại bình luận bên dưới để chúng tôi có thể giải đáp thêm.