Каков будет ваш вес на поверхности Титана - самого крупного спутника Сатурна, который имеет радиус 2575 км, при условии его плотности 2 г/см³?
Evgeniya
Чтобы решить эту задачу, необходимо использовать закон всемирного тяготения и формулу для определения веса на поверхности планеты или спутника.
Закон всемирного тяготения гласит, что сила притяжения между двумя объектами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления силы притяжения (F) выглядит следующим образом:
\[F = G \cdot \frac{{m_1 \cdot m_2}}{{r^2}}\]
где F - сила притяжения, G - гравитационная постоянная, \(m_1\) и \(m_2\) - массы двух объектов, а r - расстояние между ними.
В данной задаче мы рассматриваем поверхность Титана, поэтому расстояние (r) будет равно радиусу спутника (2575 км).
Также дано, что плотность Титана равна 2 г/см³. Плотность (ρ) вычисляется как отношение массы (m) к объему (V):
\[\rho = \frac{m}{V}\]
Мы можем выразить массу (m) через плотность и объем:
\[m = \rho \cdot V\]
Радиус (r) Титана также является радиусом объема, поэтому можно записать:
\[V = \frac{4}{3} \pi r^3\]
Теперь у нас есть всё необходимое, чтобы вычислить вес (W) на поверхности Титана. Вес - это сила притяжения, которую ощущает тело на поверхности спутника. Пользуясь формулой и данной информацией, мы можем записать:
\[W = G \cdot \frac{{m_1 \cdot m_2}}{{r^2}}\]
Заменим \(m_1\) на нашу массу (m) и \(m_2\) на массу Титана (M):
\[W = G \cdot \frac{{m \cdot M}}{{r^2}}\]
Подставим формулу для массы (m) через плотность и объем:
\[W = G \cdot \frac{{\rho \cdot V \cdot M}}{{r^2}}\]
А теперь заменим формулу для объема (V):
\[W = G \cdot \frac{{\rho \cdot \left(\frac{4}{3} \pi r^3\right) \cdot M}}{{r^2}}\]
Упростим выражение:
\[W = G \cdot \rho \cdot \frac{{4}{3} \pi r^3 \cdot M}{r^2}\]
\[W = G \cdot \rho \cdot \frac{4}{3} \pi r \cdot M\]
Теперь можем подставить численные значения:
\[W = 6.67430 \times 10^{-11} \;\text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 \cdot 2 \;\text{г}/\text{см}^3 \cdot \frac{4}{3} \cdot \pi \cdot (2575 \times 10^3 \;\text{м}) \cdot M\]
Выполняя вычисления, мы можем найти вес (W) на поверхности Титана.
Пожалуйста, дайте мне некоторое время для расчетов.
Закон всемирного тяготения гласит, что сила притяжения между двумя объектами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления силы притяжения (F) выглядит следующим образом:
\[F = G \cdot \frac{{m_1 \cdot m_2}}{{r^2}}\]
где F - сила притяжения, G - гравитационная постоянная, \(m_1\) и \(m_2\) - массы двух объектов, а r - расстояние между ними.
В данной задаче мы рассматриваем поверхность Титана, поэтому расстояние (r) будет равно радиусу спутника (2575 км).
Также дано, что плотность Титана равна 2 г/см³. Плотность (ρ) вычисляется как отношение массы (m) к объему (V):
\[\rho = \frac{m}{V}\]
Мы можем выразить массу (m) через плотность и объем:
\[m = \rho \cdot V\]
Радиус (r) Титана также является радиусом объема, поэтому можно записать:
\[V = \frac{4}{3} \pi r^3\]
Теперь у нас есть всё необходимое, чтобы вычислить вес (W) на поверхности Титана. Вес - это сила притяжения, которую ощущает тело на поверхности спутника. Пользуясь формулой и данной информацией, мы можем записать:
\[W = G \cdot \frac{{m_1 \cdot m_2}}{{r^2}}\]
Заменим \(m_1\) на нашу массу (m) и \(m_2\) на массу Титана (M):
\[W = G \cdot \frac{{m \cdot M}}{{r^2}}\]
Подставим формулу для массы (m) через плотность и объем:
\[W = G \cdot \frac{{\rho \cdot V \cdot M}}{{r^2}}\]
А теперь заменим формулу для объема (V):
\[W = G \cdot \frac{{\rho \cdot \left(\frac{4}{3} \pi r^3\right) \cdot M}}{{r^2}}\]
Упростим выражение:
\[W = G \cdot \rho \cdot \frac{{4}{3} \pi r^3 \cdot M}{r^2}\]
\[W = G \cdot \rho \cdot \frac{4}{3} \pi r \cdot M\]
Теперь можем подставить численные значения:
\[W = 6.67430 \times 10^{-11} \;\text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 \cdot 2 \;\text{г}/\text{см}^3 \cdot \frac{4}{3} \cdot \pi \cdot (2575 \times 10^3 \;\text{м}) \cdot M\]
Выполняя вычисления, мы можем найти вес (W) на поверхности Титана.
Пожалуйста, дайте мне некоторое время для расчетов.
Знаешь ответ?