Trọng lực, trọng lượng, và lực kế
Trọng lực là gì?
Trọng lực là lực hút hay lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên một vật. Trọng lực có phương thẳng đứng và chiều hướng về phía Trái Đất. Nhờ trọng lực mà các vật có thể đứng yên trên mặt đất.
Trọng lượng là gì?
Trọng lượng của một vật là cường độ (hay độ lớn) của trọng lực tác dụng lên vật đó. Lực kế là dụng cụ được sử dụng để đo trọng lượng và khối lượng.
Đơn vị đo lực
Để đo cường độ của lực, ở Việt Nam chúng ta sử dụng đơn vị Niutơn (N). Niutơn được lấy từ tên nhà khoa học người Anh Isaac Newton, người đã tìm ra trọng lực.
Lực kế và chức năng của nó
Lực kế là gì?
Lực kế là dụng cụ dùng để đo độ lớn của lực.
Lực kế có thể đo loại lực nào?
- Lực kéo
- Lực đẩy
- Cả lực kéo và lực đẩy Tuy nhiên, lực kế cũng được sử dụng nhiều nhất để đo trọng lượng và khối lượng.
Các loại lực kế
- Lực kế điện tử: Có móc treo vật, khi lực được đặt vào thì màn hình điện tử hiển thị độ lớn của lực.
- Lực kế lò xo (được sử dụng nhiều nhất): Có móc treo và vạch chia độ lớn của lực trên vỏ lực kế.
- Lực kế đồng hồ: Có móc treo và mặt kim đồng hồ hình tròn.
Cấu tạo của lực kế lò xo
Lực kế lò xo gồm 5 bộ phận cơ bản:
- Vỏ lực kế: Có vạch chia độ để hiển thị độ lớn của lực.
- Lò xo: Nằm bên trong vỏ lực kế.
- Kim chỉ thị: Chỉ độ lớn của lực, di chuyển trên mặt bảng chia độ.
- Hai đầu móc treo: Dùng để cố định lực kế trên giá treo thí nghiệm và treo vật vào lực kế.
- Thang chia độ đo (theo đơn vị Niutơn): Có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất.
Cách đo lực bằng lực kế
Chuẩn bị
- Một lực kế lò xo.
- Vật cần đo trọng lượng.
Các bước đo lực bằng lực kế
- Điều chỉnh kim chỉ thị về vạch số 0.
- Cho lực cần đo tác dụng vào lò xo của lực kế.
- Cầm lực kế sao cho phương của lò xo nằm dọc theo phương của lực cần đo.
- Đọc và ghi kết quả cần đo.
Chú ý khi đo
- Ước lượng giá trị đo để chọn lực kế phù hợp.
- Hiệu chỉnh lực kế về số chỉ ban đầu là 0.
- Không nên kéo lò xo bằng lực quá lớn hoặc treo vật có trọng lượng quá lớn. Kéo lò xo bằng lực quá lớn sẽ làm mất tính đàn hồi và có thể hỏng. Lò xo sẽ không trở lại chiều dài tự nhiên ban đầu.
Thực hành đo trọng lực của vật với lực kế lò xo
Áp dụng các bước trên để đo lực kéo của khối gỗ (có móc treo):
- Đặt khối gỗ lên bàn.
- Đặt lực kế nằm ngang xuống bàn và móc một đầu vào đầu của khối gỗ.
- Kéo lực kế để khối gỗ chuyển động.
- Đọc chỉ số lực kế để được kết quả cần đo.
- Thực hiện lại ít nhất 3 lần và ghi lại kết quả từng lần đo.
Công thức liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng
Khối lượng của một vật tỉ lệ thuận với trọng lượng của vật đó. Công thức liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng của cùng một vật như sau:
- P: Trọng lượng của vật (đơn vị Niutơn)
- m: Khối lượng của vật (kg)
Ví dụ áp dụng công thức: Một xe tải có khối lượng 3,2 tấn sẽ có trọng lượng bằng bao nhiêu Niutơn? Giải: Đổi 3,2 tấn thành 3200 kg. Trọng lượng của xe tải là P = 10 m = 10 3200 = 32000 (N).
Câu hỏi và bài tập liên quan
Bài 1: Tại sao khi mua, bán người ta có thể dùng lực kế để làm cân?
Đáp án: Vì khi dùng lực kế, ta có thể đo được trọng lượng của vật. Và khi đó, khối lượng của vật được mua, bán sẽ là m = P/10 (kg).
Bài 2: Trong các câu sau đây, câu nào đúng?
A. Lực kế là dụng cụ để đo khối lượng. B. Cân Rô-béc-van là dụng cụ dùng để đo trọng lượng. C. Lực kế là dụng cụ dùng để đo cả trọng lượng lẫn khối lượng. D. Lực kế là dụng cụ để đo lực, còn cân Rô-béc-van là dụng cụ dùng để đo khối lượng.
Đáp án: D
Bài 3: Điền số thích hợp vào ô trống a) Một ô tô tải có khối lượng 28 tấn sẽ nặng......Niutơn. b) 20 thếp giấy nặng 18,4 N. Mỗi thếp giấy sẽ có khối lượng... (g). c) Một hòn gạch có khối lượng 1600 g. Một đống gạch có 10,000 viên sẽ nặng...... Niutơn.
Đáp án: a) 28000 Niutơn b) 92 g c) 160000 Niutơn
Bài 4: Chọn câu không đúng. A. Khối lượng của túi đường chỉ lượng đường chứa trong túi. B. Trọng lượng của một người là độ lớn của lực hút của Trái Đất tác dụng lên người đó. C. Trọng lượng của một vật tỉ lệ thuận với khối lượng của vật đó. D. Khối lượng của một vật phụ thuộc vào trọng lượng của nó.
Đáp án: D
Bài 5: Khi kéo vật có khối lượng 1kg lên theo phương thẳng đứng, cần lực như thế nào? A. Lực ít nhất bằng 1000N. B. Lực ít nhất bằng 100N. C. Lực ít nhất bằng 10N. D. Lực ít nhất bằng 1N.
Đáp án: C (Giải thích: Trọng lực tác dụng lên vật là P = 10.m = 10.1 = 10N. Để kéo được vật, cần ít nhất một lực bằng 10N.)
Bài 6: Câu nào dưới đây là đúng? A. Lực kế là dụng cụ để đo cả trọng lượng lẫn khối lượng. B. Khi cân hàng hóa trên máy bay, ta quan tâm đến trọng lượng của hàng hóa. C. Khi cân một túi kẹo, ta quan tâm đến trọng lượng của túi kẹo. D. Khi một ô tô tải chạy qua một chiếc cầu yếu, nếu khối lượng của ô tô quá lớn, cầu có thể bị gãy.
Đáp án: B
Bài 7: Muốn đo thể tích và trọng lượng của một hòn sỏi, người ta cần dùng: A. Cân và thước. B. Lực kế và thước. C. Cân và thước đo độ. D. Lực kế và bình chia độ.
Đáp án: D
Lời kết Bài viết trên đã giới thiệu về lực kế, phép đo lực, trọng lượng, và khối lượng. Hy vọng rằng mọi người đã nắm được kiến thức cơ bản và vận dụng công thức liên hệ giữa khối lượng và trọng lượng một cách hợp lý.
