Mặt Trăng quay 13 vòng quanh Trái Đất trong 1 năm. Khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời gấp 390 lần khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Tính tỉ số khối lượng của Mặt Trời và Trái Đất? Biết Trái Đất quay 1 vòng quanh Mặt Trời mất 1 năm.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiChu kì chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất là : \( {T_1} = \frac{{365}}{{13}} = 28\) (ngày)
Chu kì chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời là: \( {T_2} = 365\) ( ngày)
Khi Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm, nên:
\(\begin{array}{l} {F_{hd}} = {F_{ht}} \Leftrightarrow G\frac{{mM}}{{{r^2}}} = m\frac{{{v^2}}}{r} \Leftrightarrow \frac{{GM}}{r} = {v^2}\\ v = \omega r = \frac{{2\pi }}{T}r\\ \leftrightarrow \frac{{GM}}{{{r_1}}} = \frac{{4{\pi ^2}}}{{{T_1}^2}}{r_1}^2 \to M = \frac{{4{\pi ^2}}}{{{T_1}^2G}}{r_1}^3 \end{array}\)
Khi Trái Đất chuyển động tròn quanh Mặt Trời thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trời đóng vai trò là lực hướng tâm, nên:
\(\begin{array}{l} {F_{hd}} = {F_{ht}} \Leftrightarrow G\frac{{mM}}{{{r^2}}} = m\frac{{{v^2}}}{r} \Leftrightarrow \frac{{GM}}{r} = {v^2}\\ v = \omega r = \frac{{2\pi }}{T}r\\ \leftrightarrow \frac{{G{M_{mt}}}}{{{r_2}}} = \frac{{4{\pi ^2}}}{{{T_2}^2}}{r_2}^2 \to {M_{mt}} = \frac{{4{\pi ^2}}}{{{T_2}^2G}}{r_2}^3 \end{array}\)
Tỉ số khối lượng của Mặt Trời và Trái Đất
\( \frac{{{M_{mt}}}}{M} = \frac{{\frac{{4{\pi ^2}}}{{{T_2}^2G}}{r_2}^3}}{{\frac{{4{\pi ^2}}}{{{T_1}^2G}}{r_1}^3}} = \frac{{{T_1}^2{r_2}^3}}{{{T_2}^2{r_1}^3}} = {\left( {\frac{{{T_1}}}{{{T_2}}}} \right)^2}.{\left( {\frac{{{r_2}}}{{{r_1}}}} \right)^3} = {\left( {\frac{{28}}{{365}}} \right)^2}.{\left( {390} \right)^3} \approx {350.10^3}\;\left( {lan} \right)\)
Câu hỏi liên quan
-
Các vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất vì
-
Một hòn đá khối lượng 500g được treo vào một điểm cố định bằng một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể dài 2m. Quay dây sao cho hòn đá chuyển động trong mặt phẵng nằm ngang và thực hiện được 30 vòng trong một phút. Lấy g = 9,8m/s2. Tính góc nghiêng của dây so với phương thẳng đứng và sức căng của sợi dây.
-
Một xe khối lượng m chạy qua cầu cong coi như 1 cung tròn bán kính R. Xét xe ở đỉnh cầu có vận tốc v. Lực nén do xe tác dụng lên mặt cầu có biểu thức nào sau đây?
.png)
-
Một máy bay thực hiện một vòng nhào lộn bán kính 400m trong mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h. Tìm lực do người lái có khối lượng 60kg nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất và thấp nhất của vòng nhào. Lấy g = 10m/s2.
-
Một viên bi có khối lượng 200g được nối vào đầu A của một sợi dây dài OA = 1m. Quay cho viên bi chuyển động tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng quanh O với vận tốc 30vòng /phút. Lấy g = 10m/s2. Sức căng của dây OA khi viên bi ở vị trí cao nhất là
-
Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 8m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trên vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 80kg. Lấy g = 9,8m/s2, tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm cao nhất với vận tốc tại điểm này là v = 10m/s.
-
Chọn phát biểu sai:
-
Một ôtô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cầu vượt với tốc độ không đổi 54 km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100 m. Tính áp lực của ôtô của ô tô lên cầu tại điểm cao nhất của quả cầu. Lấy g = 9,8 m/s2.
-
Một bàn nằm ngang quay tròn đều với chu kì T = 2 s. Trên bàn đặt một vật cách trục quay R = 25 cm. Hệ số ma sát giữa vật và bàn tối thiểu bằng bao nhiêu để vật không trượt trên mặt bàn. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10.
-
Một xe có khối lượng 1 tấn chuyển động qua một chiếc cầu vồng lên với tốc độ 10m/s. Bán kính cong của cầu R = 50m. Tìm áp lực của xe lên cầu tại nơi có bán kính cong hợp với phương thẳng đứng một góc 300
-
Người đi xe đạp ( khối lượng tổng cộng 60kg) trên vòng xiếc bán kính 6,4m phải đi qua điểm cao nhất với vận tốc tối thiểu bao nhiêu để không rơi.Cho g = 10m/s2.
-
Một vật có khối lượng m = 20g đặt ở mép một chiếc bàn quay. Hỏi phải quay bàn với tần số lớn nhất là bao nhiêu để vật không văng ra khỏi bàn? Cho biết mặt bàn hình tròn, bán kính 1m, lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08N.
-
Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 8 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trên vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 80 kg. Lấy g = 9,8 m/s2, tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm cao nhất với vận tốc tại điểm này là v = 10 m/s.
-
Một bàn nằm ngang quay tròn đều với chu kì T = 2s. Trên bàn đặt một vật cách trục quay R = 25cm. Hệ số ma sát giữa vật và bàn tối thiểu bằng bao nhiêu để vật không trượt trên mặt bàn. Lấy g = 10m/s2, π2 = 10.
-
Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4 kg chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ không đổi 8 rad/s. Hỏi lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn ?
-
Một vệ tinh nhân tạo nặng 20kg bay quanh Trái Đất ở độ cao 1000km, có chu kì là 24h. Hỏi vệ tinh đó chịu lực hấp dẫn có độ lớn bằng bao nhiêu? Biết bán kính Trái Đất là R = 6400km.
-
Xe đạp của 1 vận động viên chuyển động thẳng đều với v = 36 km/h. Biết bán kính của lốp bánh xe đạp là 40 cm. Tốc độ góc và gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp bánh xe là:
-
Một tài xế điều khiển một ôtô có khối lượng 1000kg chuyển động quanh vòng tròn có bán kính 100m nằm trên một mặt phẳng nằm ngang với vận tốc có độ lớn là 10m/s. Lực ma sát cực đại giữa lốp xe và mặt đường là 900N. Ôtô sẽ:
-
Lí do chính khi ô tô đi qua những đoạn đường có khúc cua thì phải đi chậm lại là:
-
Một vật nhỏ khối lượng 250 g chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính 1,2 m. Biết trong 1 phút vật quay được 120 vòng. Độ lớn lực hướng tâm gây ra chuyển động tròn của vật là
