Trả lời câu hỏi - Mục Luyện tập trang 18

1. Nội dung câu hỏi: 

Biết bán kính và khối lượng trung bình của Trái Đất và Mặt Trăng lần lượt là $\mathrm{R}_{T \oplus}=6371 \mathrm{~km}, \mathrm{M}_{T \oplus}=$ $5,97 \cdot 10^{24} \mathrm{~kg}, R_{M T}=1737 \mathrm{~km}, M_{M T}=7,35 \cdot 10^{22} \mathrm{~kg}$. Giải thích tại sao nhà du hành vũ trụ trên Mặt Trăng có thể dễ dàng nhảy lên cao (Hình 3.5) dù mang trên người bộ đồ rất nặng (khoảng 127 kg). (Nguồn: NASA)

2. Phương pháp giải: 

Biểu thức cường độ trường hấp dẫn.

3. Lời giải chi tiết: 

Cường độ trường hấp dẫn ở bề mặt Trái Đất:
$
g_{T D}=G \frac{M_{T D}}{R_{T D}^2}=6,67 \cdot 10^{-11} \cdot \frac{5,97 \cdot 10^{24}}{6371000^2}=9,81 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2
$

Cường độ trường hấp dẫn ở bề mặt Mặt Trăng:
$
g_{M T}=G \frac{M_{M T}}{R_{M T}^2}=6,67 \cdot 10^{-11} \cdot \frac{7,35 \cdot 10^{22}}{1737000^2}=1,62 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2
$

Do cường độ trường hấp dẫn ở bề mặt Mặt Trăng nhỏ hơn khoảng 6 lần so với cường độ trường hấp dẫn ở bề mặt Trái Đất nên lực hấp dẫn của Mặt Trăng tác dụng lên nhà du hành vũ trụ cũng nhỏ hơn so với lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên nhà du hành vũ trụ, điều đó giải thích vì sao nhà du hành vũ trụ khi đứng trên Mặt Trăng có thể nhảy lên rất cao dù mang trên người bộ đồ rất nặng.