Trong lịch sử vật lý học Isaac Newton là người đặt nền móng cho cơ học cổ điển thông qua ba định luật chuyển động nổi tiếng với cả định luật vạn vật hấp dẫn. Những định luật này không chỉ giải thích các hiện tượng vật lý xảy ra trên Trái Đất còn lý giải chuyển động của các thiên thể trong vũ trụ. Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu chi tiết về định luật vạn vật hấp dẫn, ba định luật Newton, công thức, các ví dụ minh họa giúp bạn hiểu rõ bản chất từng định luật.
Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn Của Newton
Định luật vạn vật hấp dẫn là định luật mô tả lực hút giữa hai vật có khối lượng trong vũ trụ. Isaac Newton phát biểu rằng: Mọi vật thể trong vũ trụ đều hút nhau bằng một lực gọi là lực hấp dẫn. Lực này tỷ lệ thuận với tích khối lượng hai vật và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Sự Ra Đời Của Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn
Năm 1687, trong tác phẩm Principia Mathematica, Isaac Newton đã trình bày định luật này sau nhiều năm quan sát, tính toán và chịu ảnh hưởng từ các công trình của Galileo và Kepler. Theo truyền thuyết, Newton nảy ra ý tưởng về lực hấp dẫn sau khi nhìn thấy quả táo rơi từ trên cây. Điều khiến ông suy nghĩ không phải là vì quả táo rơi xuống, mà là vì tại sao nó luôn rơi theo phương thẳng đứng, hướng về tâm Trái Đất. Từ đó, ông phát triển lý thuyết rằng chính Trái Đất đã hút quả táo, tương tự như vậy, mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau.
Công Thức Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn
Công thức mô tả định luật vạn vật hấp dẫn như sau
F = G × (m₁ × m₂) / r²
Trong đó
F là lực hấp dẫn giữa hai vật (N)
G là hằng số hấp dẫn, có giá trị xấp xỉ 6.674 × 10⁻¹¹ Nm²/kg²
m₁ và m₂ là khối lượng của hai vật (kg)
r là khoảng cách giữa hai vật (m)
Công thức này cho phép tính được lực hút giữa bất kỳ hai vật thể nào có khối lượng trong vũ trụ, dù là quả táo và Trái Đất hay giữa hai hành tinh.
Định Luật Newton Là Gì
Ba định luật Newton là những định luật nền tảng trong cơ học cổ điển, mô tả chuyển động của vật thể dưới tác dụng của lực. Các định luật này được phát biểu bởi Isaac Newton vào thế kỷ 17 và vẫn được áp dụng rộng rãi cho đến ngày nay.
Định Luật 1 Newton Cho Biết
Định luật 1 Newton, còn gọi là định luật quán tính, phát biểu như sau
Một vật sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều nếu không chịu tác dụng của lực nào, chịu tác dụng của các lực có tổng hợp bằng không.
Nói cách khác, vật có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động hiện tại của nó. Đây chính là tính quán tính của vật. Lực là nguyên nhân làm thay đổi chuyển động, còn nếu không có lực, vật sẽ không thay đổi trạng thái.
Công Thức Định Luật 1 Newton
Định luật 1 Newton không có công thức tính cụ thể vì nó mô tả trạng thái cân bằng lực. Khi tổng lực tác dụng lên vật bằng 0, vật sẽ
-
Đứng yên nếu ban đầu đứng yên
-
Chuyển động thẳng đều nếu ban đầu đang chuyển động
Công thức biểu thị trạng thái cân bằng
∑F = 0
Trong đó ∑F là tổng các lực tác dụng lên vật. Khi ∑F bằng 0, gia tốc của vật bằng 0 và vận tốc không đổi.
Ví Dụ Về Định Luật 1 Newton
-
Hành khách ngã về phía trước khi xe thắng gấp: Khi xe đang chạy, cơ thể hành khách chuyển động theo quán tính. Khi xe dừng lại đột ngột, cơ thể vẫn muốn tiếp tục chuyển động, nên có cảm giác bị lao về phía trước.
-
Bàn chải đánh rơi từ tay: Khi đang chuyển động cùng bạn, nếu bạn dừng lại đột ngột, bàn chải có xu hướng tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và có thể rơi ra khỏi tay.
-
Quả bóng nằm yên trên sàn: Nếu không có tác động nào, quả bóng sẽ không tự di chuyển. Nó giữ nguyên trạng thái đứng yên vì không chịu lực tác động gây gia tốc.
Từ định luật vạn vật hấp dẫn đến ba định luật Newton Isaac Newton đã xây dựng nên nền tảng vững chắc cho vật lý học hiện đại. Các định luật này không chỉ giải thích được chuyển động của các vật thể trên Trái Đất còn mô tả được hành vi của các thiên thể trong vũ trụ. Việc hiểu rõ các định luật này không chỉ giúp bạn học tốt môn vật lý còn giúp giải thích nhiều hiện tượng tự nhiên trong đời sống hàng ngày từ việc đi lại, chơi thể thao đến vận hành máy móc với cả công nghệ không gian. Đây là những kiến thức cơ bản nhưng vô cùng thiết thực sâu sắc.
Tag: thì xác nhận niuton ta niu tơn i