PHY-02Lớp 10 · Bài 10–11 · SGK Kết nối tri thức

Rơi tự do và phép đo g

Thả hai vật khác khối lượng trong buồng chân không ảo, đo thời gian rơi để tính g = 2h/t² và thấy chúng chạm đất cùng lúc.

Đang tải mô hình 3D…

Mục tiêu bài học

Rơi tự do lí tưởng chỉ chịu trọng lực.
Gần mặt đất g xấp xỉ không đổi trong phạm vi mô hình.

Thuyết minh: Hãy quan sát mô hình và xác định đại lượng đang thay đổi. Rơi tự do lí tưởng chỉ chịu trọng lực; gần mặt đất g xấp xỉ không đổi trong phạm vi mô hình. Khi thay thông số, đối chiếu chuyển động và đồ thị; chỉ kết luận trong các giả thiết đã công bố.

Ba cảnh của mô phỏng

Cảnh S01
Đặt hai vật khác khối lượng trong buồng chân không ảo
Cảnh S02
Thả đồng thời, chiếu vận tốc/gia tốc và dấu mốc theo thời gian
Cảnh S03
Bật lực cản không khí ở chế độ mở rộng; so sánh kết quả

Điều khiển trong mô phỏng

Đổi h
g
Chế độ có/không lực cản

Chốt kiểm tra kiến thức

Trong chân không, hai vật cùng độ cao rơi chạm đất cùng lúc.

Dùng mô phỏng và bảng đo ở trên để tự kiểm chứng nhận định này.

Lưu ý để không hiểu sai

Không tuyên bố mọi vật rơi như nhau khi có lực cản.
g phụ thuộc vị trí.

Câu hỏi tự kiểm tra

Chọn đáp án để xem giải thích ngay. Không cần đăng nhập.

Câu 1Thả đồng thời một quả cầu thép và một chiếc lông chim từ cùng độ cao trong ống đã hút hết không khí. Kết quả nào đúng?

Câu 2Thả vật từ độ cao 0,8 m trong ống chân không, đo được thời gian rơi 0,4 s. Giá trị g đo được là

Kí hiệu và đại lượng

Trọng lực PWeight (gravitational force): Lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật, P = mg, hướng thẳng đứng xuống dưới, đơn vị newton (N).
Gia tốc rơi tự do gFree-fall acceleration: Gia tốc của vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, đơn vị m/s². Gần mặt đất g ≈ 9,8 m/s² và thay đổi theo vĩ độ, độ cao.
Độ cao hHeight: Quãng đường rơi từ điểm thả tới mặt đất, đơn vị m. Khi thả không vận tốc đầu: h = ½gt².
Thời gian rơi tFall time: Thời gian từ lúc thả tới lúc chạm đất, đơn vị s: t = √(2h/g), không phụ thuộc khối lượng khi bỏ qua lực cản.
Vận tốc rơi vVelocity: Vận tốc tăng đều theo thời gian, v = gt; khi chạm đất v = √(2gh), đơn vị m/s.
Lực cản không khíAir resistance: Lực do không khí tác dụng ngược chiều chuyển động, tăng theo tốc độ và diện tích đón gió; làm vật nhẹ, rộng rơi chậm hơn.
Buồng chân khôngVacuum chamber: Ống đã hút gần hết không khí để loại bỏ lực cản; trong đó mọi vật thả cùng độ cao đều rơi như nhau.

Quãng rơi vẽ thu gọn, thước bên cạnh ghi độ cao thật. Lực cản không khí chỉ bật ở chế độ mở rộng. Nội dung là bản nháp do NAVI biên soạn theo kiến thức phổ thông, chờ giáo viên bộ môn đối chiếu với ấn bản SGK đang giảng dạy.