Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ, liệu có đúng không?

#1 · 02/10/2021, 14:44

Các hiện tượng vật lý bị hiểu lầm trong đời sống

Vật nặng (khối lượng lớn) vật nhẹ (khối lượng nhẹ) từ suy nghĩa liên hệ so sánh về khối lượng nên phần lớn những người được khảo sát trả lời cho câu hỏi "vật nặng và vật nhẹ vật nào rơi nhanh hơn" sẽ đưa ra ngay câu trả lời vật nặng rơi nhanh hơn. Trong quá trình nghiên cứu sự rơi của các vật các nhà khoa học còn đề cập nhiều đến các yếu tố khác ảnh hưởng đến sự rơi từ đó mới có thể kết luận và đưa ra các khái niệm đúng đắn cho chuyển động rơi của các vật vì vậy nếu chưa được tiếp xúc với kiến thức của bài rơi tự do thì chắc chắn bạn sẽ hiểu lầm hiện tượng vật lý trên.

Người đầu tiên kiểm chứng về sự rơi của các vật đó là nhà vật lý học Galieo với thí nghiệm thả rơi nổi tiếng ở tháp nghiên Pisa. Ông cũng là người góp phần đưa ra phương pháp nghiên cứu khoa học các hiện tượng vật lý phải được kiểm chứng bằng thực nghiệm.

#2 · 02/10/2021, 22:34

Quote from Trần Ngô Anh Tuấn on 02/10/2021, 22:34
Mìn xin bổ sung.

SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO

1. Sự rơi của các vật trong không khí

a) Thả một vật từ một độ cao nào đó chuyển động không có vận tốc đầu, vật sẽ chuyển động xuống phía dưới. Đó là sự rơi của vật.

Dưới đây là một số thí nghiệm để xem trong không khí vật nặng có luôn luôn rơi nhanh hơn vật nhẹ hay không?

Trong các thí nghiệm này ta đổng thời thả nhẹ nhàng hai vật rơi xuống từ cùng một độ cao, rổi quan sát xem vật nào rơi tới đất trước.

- Thí nghiệm 1.Thả một tờ giấy và một hòn sỏi (nặng hơn tờ giấy).

- Thí nghiệm 2.Như thí nghiệm 1, nhưng giấy vo tròn và nén chặt.

- Thí nghiệm 3.Thả hai tờ giấy cùng kích thước, nhưng một tờ giấy để phẳng còn tờ kia thì vo tròn và nén chặt lại.

- Thí nghiệm 4.Thả một vật nhỏ (chẳng hạn, hòn bi ở trong líp của xe đạp) và một tấm bìa phẳng đặt nằm ngang.

     b)Trả lời câu hỏi

     c)Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thấy : Không thể nói trong không khí, vật nặng bao giờ cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

Hãy suy nghĩ xem yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến sự rơi nhanh hay chậm của các vật trong không khí ?

2. Sự rơi của các vật trong chân không (sự rơi tự do)

a) Ống Newton

Newton làm thí nghiệm với một ống thuỷ tinh trong có chứa một hòn bi chì và một cái lông chim.

- Cho hai vật nói trên rơi ở trong ống còn đầy không khí thì hòn bi chì rơi nhanh hơn cái lông chim.

- Hút hết không khí ở trong ống ra, rồi cho hai vật nói trên rơi ở trong ống thì thấy chúng rơi nhanh như nhau.

Kết luận

Từ nhiều thí nghiệm như trên, ta đi đến kết luận : Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau. Sự rơi của các vật trong trường hợp này gọi là sự rơi tự do.

Thực ra, muốn có sự rơi tự do ta còn phải loại bỏ nhiều ảnh hưởng khác nữa như ảnh hưởng của điện trường, của từ trường... Vì vậy, khái niệm chính xác về sự rơi tự do là :

Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực.

II. NGHIÊN CỨU SỰ RƠI TỰ DO CỦA CÁC VẬT

1. Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do

a) Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng.

b) Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên xuống dưới.

c) Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

Công thức tính vận tốc của vật rơi tự do là:

$v = g t$

trong đó $g$ là gia tốc của chuyển động rơi tự do, gọi tắt là gia tốc rơi tự do.

c) Công thức tính quãng đường đi được của vật rơi tự do :

$s = \frac{1}{2} g t^{2}$

trong đó $s$ là quãng đường đi được, còn $t$ là thời gian rơi.

2. Gia tốc rơi tự do

Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, các vât đều rơi tự do với cùng một gia tốc $g .$

Tuy nhiên, ở những vĩ độ khác nhau, gia tốc rơi tự do sẽ khác nhau.

Ví dụ:

Ở đia cực, $g$ lớn nhất : $g \approx 9, 8324 m / s^{2}$

Ở xích đạo, g nhỏ nhất : $g \approx 9, 7805 m / s^{2} .$

Ở Hà Nội, $g \approx 9, 7872 m / s^{2} .$

Ở Thành phố Hồ Chí Minh, $g \approx 9, 7867 m / s^{2} .$
        Nếu không đòi hỏi độ chính xác cao, ta có thể lấy $g \approx 9, 8 m / s^{2}$   hoặc $g \approx 10 m / s^{2} .$

Mìn xin bổ sung.

SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO

1. Sự rơi của các vật trong không khí

a) Thả một vật từ một độ cao nào đó chuyển động không có vận tốc đầu, vật sẽ chuyển động xuống phía dưới. Đó là sự rơi của vật.

Dưới đây là một số thí nghiệm để xem trong không khí vật nặng có luôn luôn rơi nhanh hơn vật nhẹ hay không?

Trong các thí nghiệm này ta đổng thời thả nhẹ nhàng hai vật rơi xuống từ cùng một độ cao, rổi quan sát xem vật nào rơi tới đất trước.

- Thí nghiệm 1.Thả một tờ giấy và một hòn sỏi (nặng hơn tờ giấy).

- Thí nghiệm 2.Như thí nghiệm 1, nhưng giấy vo tròn và nén chặt.

- Thí nghiệm 3.Thả hai tờ giấy cùng kích thước, nhưng một tờ giấy để phẳng còn tờ kia thì vo tròn và nén chặt lại.

- Thí nghiệm 4.Thả một vật nhỏ (chẳng hạn, hòn bi ở trong líp của xe đạp) và một tấm bìa phẳng đặt nằm ngang.

b)Trả lời câu hỏi

c)Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thấy : Không thể nói trong không khí, vật nặng bao giờ cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

Hãy suy nghĩ xem yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến sự rơi nhanh hay chậm của các vật trong không khí ?

2. Sự rơi của các vật trong chân không (sự rơi tự do)

a) Ống Newton

Newton làm thí nghiệm với một ống thuỷ tinh trong có chứa một hòn bi chì và một cái lông chim.

- Cho hai vật nói trên rơi ở trong ống còn đầy không khí thì hòn bi chì rơi nhanh hơn cái lông chim.

- Hút hết không khí ở trong ống ra, rồi cho hai vật nói trên rơi ở trong ống thì thấy chúng rơi nhanh như nhau.

Kết luận

Từ nhiều thí nghiệm như trên, ta đi đến kết luận : Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau. Sự rơi của các vật trong trường hợp này gọi là sự rơi tự do.

Thực ra, muốn có sự rơi tự do ta còn phải loại bỏ nhiều ảnh hưởng khác nữa như ảnh hưởng của điện trường, của từ trường... Vì vậy, khái niệm chính xác về sự rơi tự do là :

Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực.

II. NGHIÊN CỨU SỰ RƠI TỰ DO CỦA CÁC VẬT

1. Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do

a) Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng.

b) Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên xuống dưới.

c) Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

Công thức tính vận tốc của vật rơi tự do là:

$v = g t$

trong đó $g$ là gia tốc của chuyển động rơi tự do, gọi tắt là gia tốc rơi tự do.

c) Công thức tính quãng đường đi được của vật rơi tự do :

$s = \frac{1}{2} g t^{2}$

trong đó $s$ là quãng đường đi được, còn $t$ là thời gian rơi.

2. Gia tốc rơi tự do

Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, các vât đều rơi tự do với cùng một gia tốc $g .$

Tuy nhiên, ở những vĩ độ khác nhau, gia tốc rơi tự do sẽ khác nhau.

Ví dụ:

Ở đia cực, $g$ lớn nhất : $g \approx 9, 8324 m / s^{2}$

Ở xích đạo, g nhỏ nhất : $g \approx 9, 7805 m / s^{2} .$

Ở Hà Nội, $g \approx 9, 7872 m / s^{2} .$

Ở Thành phố Hồ Chí Minh, $g \approx 9, 7867 m / s^{2} .$
Nếu không đòi hỏi độ chính xác cao, ta có thể lấy $g \approx 9, 8 m / s^{2}$ hoặc $g \approx 10 m / s^{2} .$

Hồ Phước Nhân has reacted to this post.

#3 · 03/10/2021, 11:35

Theo mình biết thì còn phải xét đến lực cản và momen quán tính của vật.

#4 · 04/10/2021, 09:50

mình nghĩ cần phải xét thêm nhiều thứ như lực cản, môi trường...

#5 · 13/11/2021, 12:09

Quote from Bùi Lê Tân Khoa on 04/10/2021, 09:50

mình nghĩ cần phải xét thêm nhiều thứ như lực cản, môi trường...

mình có cùng ý kiến với bạn . mình nghĩ trọng lượng của vật năng sẽ thắng được lực cản môi trường . trong môi trường lý tưởng thì mọi vật đều rơi tự do như nhau

#6 · 13/11/2021, 17:32

Cảm ơn bài viết của bạn, mình cũng từng đọc qua thí nghiệm của Galileo Galilei tại Tháp nghiêng Pisa để chứng minh cho vấn đề này.

#7 · 15/11/2021, 12:58

Về vấn đề này mình có từng nghe cô giáo vật lý hồi cấp 3 có nói xơ qua. Tuy mình không nhớ rõ nhưng mình có nhớ là nếu đưa vào cái môi trường gì đó thì vật nặng không hề rơi nhanh hơn vật nhẹ :)))) Cảm ơn bạn đã chia sẽ lại vấn đề này, vì nó giúp cho mình nhớ lại kĩ hơn.

#8 · 16/11/2021, 17:01

Hồi cấp 2 học Vật lý hay có ví dụ về cái bông lau bảng với viên vấn rơi cùng độ cao thì cái nào chạm đất trước kk

#9 · 16/11/2021, 19:32

theo mình nghĩ là đúng trong không khí nhưng trong trạng thái chân không thì vật nặng và vật nhẹ rơi như nhau

#10 · 17/11/2021, 12:36

một chủ đề khá thú vị mà mình chưa biết đến cảm ơn bạn đã chia sẻ nó

#11 · 17/11/2021, 14:42

Mình nghĩ điều đó chỉ có thể xảy ra trong môi trường chân không

#12 · 20/11/2021, 18:26

một kiến thức vật lý thú vị và bổ ích