Расстояние от спутника до поверхности земли равно радиусу земли. во сколько раз уменьшится сила притяжения спутника к земле, если расстояние от него до поверхности земли станет равным трем радиусам земли? в ответе укажите во сколько раз уменьшится сила притяжения. например, если сила уменьшится в три раза в ответе укажите цифру три.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Сила притяжения уменьшится в 4 раза. Для решения данной задачи воспользуемся законом всемирного тяготения, согласно которому сила гравитационного взаимодействия Fcap F между двумя телами массами Mcap M и mm определяется формулой: F=GMmr2cap F equals cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator r squared end-fraction где Gcap G — гравитационная постоянная, а rr — расстояние между центрами масс тел. В данном случае rr складывается из радиуса Земли Rcap R и высоты спутника над её поверхностью hh. 1. Определение начального расстояния В первом случае спутник находится на высоте h1=Rh sub 1 equals cap R. Следовательно, расстояние от центра Земли до спутника составляет: r1=R+h1=R+R=2Rr sub 1 equals cap R plus h sub 1 equals cap R plus cap R equals 2 cap RТогда начальная сила притяжения F1cap F sub 1 равна: F1=GMm(2R)2=GMm4R2cap F sub 1 equals cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator open paren 2 cap R close paren squared end-fraction equals cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator 4 cap R squared end-fraction 2. Определение конечного расстояния Во втором случае высота спутника над поверхностью увеличивается до h2=3Rh sub 2 equals 3 cap R. Расстояние от центра Земли становится равным: r2=R+h2=R+3R=4Rr sub 2 equals cap R plus h sub 2 equals cap R plus 3 cap R equals 4 cap RСоответственно, новая сила притяжения F2cap F sub 2 будет: F2=GMm(4R)2=GMm16R2cap F sub 2 equals cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator open paren 4 cap R close paren squared end-fraction equals cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator 16 cap R squared end-fraction 3. Расчет изменения силы Чтобы узнать, во сколько раз уменьшилась сила, найдем отношение F1cap F sub 1 к F2cap F sub 2: F1F2=GMm4R2GMm16R2=16R24R2=4the fraction with numerator cap F sub 1 and denominator cap F sub 2 end-fraction equals the fraction with numerator cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator 4 cap R squared end-fraction and denominator cap G the fraction with numerator cap M center dot m and denominator 16 cap R squared end-fraction end-fraction equals the fraction with numerator 16 cap R squared and denominator 4 cap R squared end-fraction equals 4 Таким образом, при увеличении расстояния от центра Земли в 2 раза (с 2R2 cap R до 4R4 cap R), сила притяжения уменьшается в 22=42 squared equals 4 раза. Ответ Сила притяжения уменьшится в 4 раза. Укажите, требуется ли рассчитать изменение потенциальной энергии спутника при таком перемещении?

Форма ответа

Ваш аватар