На земле сила тежести космонавта равняетс 800 н. чему равна сила тяготения космонавта на другой поанете, масса которой примерно равна массе земли, а радиус в 2 раза больше?

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения этой задачи воспользуемся законом всемирного тяготения и определением веса (силы тяжести). 1. Анализ формулы Сила гравитационного притяжения Fcap F между телом массой mm и планетой массой Mcap M определяется формулой: F=GMmR2cap F equals cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator cap R squared end-fraction Где:

  • Gcap G — гравитационная постоянная; Mcap M — масса планеты; mm — масса космонавта; Rcap R — радиус планеты.

2. Сравнение условий Обозначим параметры Земли индексом 11, а параметры другой планеты индексом 22. Исходя из условий задачи:

  • Масса планеты осталась неизменной: M2=M1cap M sub 2 equals cap M sub 1. Радиус увеличился в 2 раза: R2=2R1cap R sub 2 equals 2 cap R sub 1. Масса космонавта mm остается постоянной.

Запишем отношение сил тяжести на двух планетах: F2F1=GM2mR22GM1mR12the fraction with numerator cap F sub 2 and denominator cap F sub 1 end-fraction equals the fraction with numerator cap G the fraction with numerator cap M sub 2 center dot m and denominator cap R sub 2 squared end-fraction and denominator cap G the fraction with numerator cap M sub 1 center dot m and denominator cap R sub 1 squared end-fraction end-fraction 3. Расчет После сокращения одинаковых величин ( G,M,mcap G comma cap M comma m) получаем зависимость силы от радиуса: F2F1=R12R22the fraction with numerator cap F sub 2 and denominator cap F sub 1 end-fraction equals the fraction with numerator cap R sub 1 squared and denominator cap R sub 2 squared end-fraction Подставим значение R2=2R1cap R sub 2 equals 2 cap R sub 1: F2F1=R12(2R1)2=R124R12=14the fraction with numerator cap F sub 2 and denominator cap F sub 1 end-fraction equals the fraction with numerator cap R sub 1 squared and denominator open paren 2 cap R sub 1 close paren squared end-fraction equals the fraction with numerator cap R sub 1 squared and denominator 4 cap R sub 1 squared end-fraction equals one-fourth Это означает, что при увеличении радиуса в 2 раза сила тяготения уменьшается в 22=42 squared equals 4 раза. 4. Итоговый результат Вычислим значение силы на новой планете, зная, что на Земле F1=800cap F sub 1 equals 800 Н: F2=F14=8004=200 Нcap F sub 2 equals the fraction with numerator cap F sub 1 and denominator 4 end-fraction equals 800 over 4 end-fraction equals 200 Н Ответ: Сила тяготения космонавта на другой планете составит 200 Н. Хотите, чтобы я рассчитал силу тяжести для этой же планеты, если бы её масса также была в два раза больше земной?

Форма ответа

Ваш аватар