Какое должно быть минимально допустимое значение продолжительности суток на данной планете, чтобы она не начала

Какое должно быть минимально допустимое значение продолжительности суток на данной планете, чтобы она не начала разрушаться? Предполагается, что планета имеет шарообразную форму. Масса планеты M = 4.9 * 10^24 кг, ее радиус R = 6130 км. Значение гравитационной постоянной можно принять равным 6.7 * 10^-11 (Н * м^2) / кг^2. Ответ выразите в часах с точностью до сотых, используя запятую в качестве разделительного знака (например, 4.05). Не нужно указывать единицы измерения физических величин в ответе.
Zagadochnyy_Elf

Zagadochnyy_Elf

Для того чтобы планета не начала разрушаться, необходимо обеспечить равновесие силы тяжести и центробежной силы. Центробежная сила вычисляется по формуле:

\[ F_c = \frac{{M \cdot V^2}}{R} \]

где M - масса планеты, V - линейная скорость, R - радиус планеты.

Сила тяжести вычисляется по формуле:

\[ F_g = \frac{{G \cdot M \cdot m}}{R^2} \]

где G - гравитационная постоянная, M - масса планеты, m - масса тела, R - радиус планеты.

Поскольку на планете нет других тел, можно считать, что m = 1 кг.

Условие равновесия:

\[ F_c = F_g \]

\[ \frac{{M \cdot V^2}}{R} = \frac{{G \cdot M \cdot m}}{R^2} \]

\[ \frac{{V^2}}{{R}} = \frac{{G \cdot m}}{{R^2}} \]

\[ V^2 = \frac{{G \cdot m \cdot R}}{{R^2}} \]

\[ V^2 = \frac{{G \cdot m}}{{R}} \]

\[ V = \sqrt{\frac{{G \cdot m}}{{R}}} \]

С учетом данного условия, минимально допустимое значение продолжительности суток будет определяться скоростью V, при которой центробежная сила и сила тяжести будут равными.

Подставим значения в формулу:

\[ V = \sqrt{\frac{{6.7 \times 10^{-11} \cdot 1}}{{6130000}}} \]

\[ V \approx 0.00030413 м/с \]

Чтобы получить значение в часах, необходимо перевести метры в километры и секунды в часы:

\[ V_{час} = \frac{{0.00030413 \cdot 3600}}{{1000}} \]

\[ V_{час} \approx 0.00109733 \]

Ответ: минимально допустимое значение продолжительности суток на данной планете, чтобы она не начала разрушаться, составляет примерно 0.0011 часа или 0.07 минуты, с точностью до сотых.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello