Trả lời câu hỏi - Mục Vận dụng trang 17

1. Nội dung câu hỏi: 

Xác định độ lớn của cường độ trường hấp dẫn do Trái Đất sinh ra tại vị trí của Trạm ISS.

2. Phương pháp giải: 

Biểu thức cường độ trường hấp dẫn.

3. Lời giải chi tiết: 

Cường độ trường hấp dẫn do Trái Đất sinh ra tại vị trí Trạm ISS:
$
g=G \frac{M_{T D}}{\left(R_{T D}+h\right)^2}=6,67.10^{-11} \frac{5,97.10^{24}}{(6371000+420000)^2}=8,63 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2
$

1. Nội dung câu hỏi:

Xác định độ lớn lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên một phi hành gia nặng 70 kg trên ISS.

2. Phương pháp giải:

Biểu thức độ lớn lực hấp dẫn.

3. Lời giải chi tiết: 

Độ lớn lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên một phi hành gia nặng 70 kg trên ISS:
$
F=m g=70.8,63=604,1 N
$

1. Nội dung câu hỏi: 

Giải thích về hiện tượng “không trọng lượng" của các phi hành gia khi đang làm nhiệm vụ trên các tàu vũ trụ.

2. Phương pháp giải: 

Biểu thức lực hấp dẫn, cường độ trường hấp dẫn.

3. Lời giải chi tiết: 

Giải thích về hiện tượng "không trọng lượng" của các phi hành gia khi đang làm nhiệm vụ trên các tàu vũ trụ.

Trọng lượng của phi hành gia khi ở trên Trái Đất: $\mathrm{P}=\mathrm{mg}_0=70.9,81=$ $686,7 \mathrm{~N}$.

Ta thấy lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên phi hành gia giảm khoảng $12 \%$ so với trọng lượng của người đó trên mặt đất, tức là lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên phi hành gia vẫn tương đối lớn nên khái niệm hiện tượng "không trọng lượng" chỉ đúng trong một phạm vi nào đó. Trạng thái không trọng lượng giống như hiện tượng chúng ta đứng trong thang máy và thang bắt đầu đi xuống với gia tốc đúng bằng gia tốc trọng trường. Khi đó xét hệ quy chiếu quán tính gắn với mặt đất thì người chịu tác dụng của lực $F=P-F_{q t}=m g-m a=m g-m g=0$. Do tàu vũ trụ chuyển động quanh Trái Đất với chu kì đúng bằng chu kì tự quay của Trái Đất nên họ sẽ rơi vào trạng thái không trọng lượng như đã nói ở trên.