Biến thiên gia tốc trọng trường theo độ sâu

Khi tiến sâu vào lòng đất, lực hút hấp dẫn tại điểm đó là do quả cầu đất có bán kính (R – d), trong đó d là độ sâu tính từ mặt đất.

Xét một vật khối lượng m đặt trên mặt đất. Lực do Trái đất tác dụng lên nó là

F = mg = GMm/R2

Trong đó M là tổng khối lượng của Trái đất và R là bán kính của Trái đất.

Biến thiên gia tốc trọng trường theo độ sâu

Nhưng mặt khác

M = 4πR3ρ/3

(ρ là tỉ trọng của Trái đất)

Thay cho M, ta được

mg = 4πGρmR/3

hay g = 4πGρR/3                    (1)

Khi vật nằm ở độ sâu d bên dưới mặt đất, nó bị hút bởi quả cầu chỉ có bán kính (R – d) vì lực hút của phần còn lại của Trái đất triệt tiêu nhau.

(Tại tâm của Trái đất, vật sẽ bị hút bằng nhau theo mọi hướng và hợp lực tác dụng lên vật, và do đó giá trị của g, sẽ bằng không.)

Lực tác dụng lên vật ở độ sâu d,

F’ = mg’ = GM’m/(R – d)2

       M’ = 4πρ(R – d)3/3

Thay cho M’ và đơn giản như trên, ta được

g’ = 4πGρ(R – d)/3                 (2)

Lấy (2) chia (1) ta được

g’/g = (R – d)/R = 1 – d/R

hay                  g’ = g(1 – d/R)

Phương trình này cho thấy giá trị của gia tốc trọng trường giảm theo độ sâu.

Ở đây ta đã giả sử tỉ trọng của Trái đất là đồng đều. Nhưng trên thực tế nó là không đều. Tuy nhiên, giả thiết này không mâu thuẫn với thực tế g giảm theo độ sâu.

Trần Nghiêm (thuvienvatly.com)
Theo AskPhysics.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Các hạt mầm không gian
20/01/2017
Bất chấp những nhập nhằng, bất hạnh nhất định và những câu hỏi vẫn chưa được trả lời, nền vật lí học mà tôi vừa
Neutrino nặng bao nhiêu?
17/01/2017
Neutrino là những hạt sơ cấp được khám phá lần đầu tiên cách nay sáu thập kỉ. Theo năm tháng, các nhà khoa học biết thêm
Thế giới hạt
16/01/2017
Bên trong vũ trụ đã mô tả ở bài học trước, ánh sáng và vạn vật biến dịch. Ánh sáng gồm các photon, các hạt ánh sáng mà
Kiến trúc của vũ trụ
13/01/2017
Vào nửa đầu thế kỉ hai mươi, Einstein mô tả sự vận hành của không gian và thời gian, trong khi Niels Bohr và các đồng nghiệp
NASA công bố các sứ mệnh khám phá Hệ mặt trời sơ khai
08/01/2017
Năm mới mở ra những thách thức mới và những cơ hội mới! Và NASA vừa công bố hai sứ mệnh mới sẽ rời bệ phóng trong thập
METI gửi đi thông điệp giữa các sao vào năm 2018
31/12/2016
Nhu cầu vươn ra tầm xa và tiếp xúc với một nền văn minh khác – cho dù với tư cách cá nhân hay với tư cách nhân loại – là
Lượng tử
28/12/2016
Hai trụ cột của vật lí học thế kỉ hai mươi – thuyết tương đối tổng quát, cái tôi vừa nói ở bài học trước và cơ
Giải thích trạng thái thứ hai của nước lỏng
25/12/2016
Phần lớn nước trên Trái đất tồn tại ở một trong ba trạng thái hay ba pha – rắn, lỏng, và khí. Tùy thuộc vào môi trường
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com