Чему равен модуль силы тяжести, действующей на тело массой 9 кг, на высоте, равной половине радиуса земли?

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Модуль силы тяжести, действующей на тело массой 9 кг на высоте, равной половине радиуса Земли, составляет 39.2 Н (при условии g=9.8g equals 9.8 м/с²). ️ Шаг 1: Формула силы тяжести через ускорение свободного падения Сила тяжести на поверхности Земли определяется формулой F0=mgcap F sub 0 equals m center dot g, где g=GMR2g equals the fraction with numerator cap G center dot cap M and denominator cap R squared end-fraction . На определенной высоте hh от поверхности планеты расстояние до центра Земли увеличивается, что приводит к изменению силы тяжести. Общая формула силы тяжести на высоте hh имеет вид: F=GMm(R+h)2cap F equals the fraction with numerator cap G center dot cap M center dot m and denominator open paren cap R plus h close paren squared end-fraction Здесь Gcap G — гравитационная постоянная, Mcap M — масса Земли, Rcap R — радиус Земли, mm — масса тела. ️ Шаг 2: Подстановка высоты в выражение По условию высота h=0.5Rh equals 0.5 cap R. Следовательно, расстояние от центра Земли до тела составит: r=R+0.5R=1.5Rr equals cap R plus 0.5 cap R equals 1.5 cap RПодставим это значение в формулу силы тяжести: F=GMm(1.5R)2=GMm2.25R2cap F equals the fraction with numerator cap G center dot cap M center dot m and denominator open paren 1.5 cap R close paren squared end-fraction equals the fraction with numerator cap G center dot cap M center dot m and denominator 2.25 cap R squared end-fraction ️ Шаг 3: Связь с ускорением свободного падения на поверхности Заметим, что выражение GMR2the fraction with numerator cap G center dot cap M and denominator cap R squared end-fraction равно ускорению свободного падения gg на поверхности Земли. Таким образом, формулу можно упростить до: F=mg2.25cap F equals the fraction with numerator m center dot g and denominator 2.25 end-fraction Используя стандартное значение g=9.8g equals 9.8 м/с² и массу m=9m equals 9 кг, произведем расчет: F=99.82.25=88.22.25=39.2cap F equals the fraction with numerator 9 center dot 9.8 and denominator 2.25 end-fraction equals 88.2 over 2.25 end-fraction equals 39.2 Ответ: Модуль силы тяжести равен 39.2 Н. Требуется ли вам произвести аналогичный расчет для другой планеты или учесть центробежную силу вращения Земли?

Форма ответа

Ваш аватар