Bài 17. Trọng lực và lực căng

Khởi động. Trọng lực do Trái Đất tác dụng lên vật, còn lực căng truyền dọc theo dây khi dây bị kéo căng.

Hình khởi động trích từ SGK Vật lí 10 Kết nối tri thức, trang 69.

1. Kiến thức trọng tâm

1.1. Trọng lực

● Trọng lực có phương gần thẳng đứng, chiều hướng về tâm Trái Đất.

● Điểm đặt gần đúng tại trọng tâm của vật.

$$\overrightarrow{P}\text{= m}\overrightarrow{g}$$

● Trọng lực là lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vật; kí hiệu $\overrightarrow{P}$ .

● Gần mặt đất có thể coi $\overrightarrow{g}$ không đổi, nên $\overrightarrow{P}\text{= m}\overrightarrow{g}$; phương thẳng đứng, chiều hướng xuống.

1.2. Trọng lượng

● Trọng lượng là độ lớn của trọng lực.

● Gần mặt đất, P = mg.

$$\text{P = mg}$$

● Trọng lượng là độ lớn của trọng lực: P = mg, đơn vị là niutơn.

● Khối lượng không đổi khi chuyển vật đến nơi khác, còn trọng lượng thay đổi theo gia tốc rơi tự do g.

1.3. Lực căng dây

● Lực căng có phương dọc theo dây và chiều kéo vật về phía dây.

● Dây nhẹ, không dãn và ròng rọc lí tưởng thường có lực căng như nhau trên cùng một dây.

● Lực căng do dây tác dụng lên vật có phương trùng với sợi dây và chiều kéo vật ra xa điểm tiếp xúc.

● Với dây nhẹ, không dãn và ròng rọc lí tưởng, lực căng có cùng độ lớn dọc theo một sợi dây.

1.4. Vật cân bằng treo dây

● Khi vật đứng yên, tổng lực bằng không.

● Với vật treo thẳng đứng bằng một dây, T = P.

● Vật đứng yên thì tổng vectơ các lực tác dụng lên vật bằng không.

● Nếu vật treo thẳng đứng bằng một dây và chỉ chịu trọng lực cùng lực căng thì T = P = mg.

1.5. Hệ nhiều dây

● Phân tích các lực căng theo trục để áp dụng điều kiện cân bằng hoặc định luật II Newton.

● Góc của dây ảnh hưởng độ lớn lực căng.

● Tại nút nối cân bằng, tổng các vectơ lực căng bằng không.

● Nên chọn trục tọa độ thuận lợi rồi chiếu phương trình cân bằng lên từng trục.

2. Hiểu sâu bản chất

💡 Trọng lượng có thể thay đổi theo g, còn khối lượng gần như không đổi khi đổi vị trí.

💡 Lực căng không phải lúc nào cũng bằng trọng lượng.

3. Ghi nhớ nhanh

● Trọng lực có phương gần thẳng đứng, chiều hướng về tâm Trái Đất.

$$\overrightarrow{P}\text{= m}\overrightarrow{g}$$

● Trọng lượng là độ lớn của trọng lực.

$$\text{P = mg}$$

● Lực căng có phương dọc theo dây và chiều kéo vật về phía dây.

● Khi vật đứng yên, tổng lực bằng không.

● Phân tích các lực căng theo trục để áp dụng điều kiện cân bằng hoặc định luật II Newton.

4. Lưu ý cho học sinh

● Lực căng chỉ kéo, không đẩy vật.

● Vẽ lực căng tại điểm dây tiếp xúc với vật và hướng dọc theo dây.