На яке число зменшується сила притягання між космічним кораблем та Землею, якщо відстань між ними збільшується

На яке число зменшується сила притягання між космічним кораблем та Землею, якщо відстань між ними збільшується на два радіуси Землі?
Andreevna

Andreevna

Да, конечно! Рассмотрим данную задачу более подробно.

Сила притяжения между космическим кораблем и Землей определяется законом тяготения Ньютона, который гласит, что сила притяжения между двумя телами прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления этой силы выглядит следующим образом:

\[ F = \frac{{G \cdot m_1 \cdot m_2}}{{r^2}} \]

где \( F \) - сила притяжения между двумя телами, \( G \) - гравитационная постоянная (приближенное значение: \( 6.67430 \times 10^{-11} \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 \)), \( m_1 \) и \( m_2 \) - массы космического корабля и Земли соответственно, \( r \) - расстояние между ними.

Для упрощения расчётов, допустим, что масса космического корабля равна \( m_1 = 1 \, \text{кг} \), а масса Земли равна \( m_2 = 5.972 \times 10^{24} \, \text{кг} \). Также обозначим радиус Земли как \( R \).

Пусть изначальное расстояние между космическим кораблем и Землей равно \( r_1 \), а новое расстояние будет \( r_2 = r_1 + 2R \).

У нас есть два случая: первоначальная сила притяжения \( F_1 \) между кораблем и Землей при расстоянии \( r_1 \), и сила притяжения \( F_2 \) между ними при увеличенном расстоянии \( r_2 \).

Для начала, вычислим первоначальную силу притяжения \( F_1 \) по формуле, используя заданные значения:

\[ F_1 = \frac{{G \cdot m_1 \cdot m_2}}{{r_1^2}} \]

Теперь вычислим силу притяжения \( F_2 \) при увеличенном расстоянии \( r_2 \):

\[ F_2 = \frac{{G \cdot m_1 \cdot m_2}}{{r_2^2}} \]

Подставим выражение для \( r_2 \) и раскроем скобки:

\[ F_2 = \frac{{G \cdot m_1 \cdot m_2}}{{(r_1 + 2R)^2}} \]

Теперь можем сравнить силы притяжения, чтобы найти, как изменится сила при увеличении расстояния на два радиуса Земли:

\[ \frac{{F_2}}{{F_1}} = \frac{{\frac{{G \cdot m_1 \cdot m_2}}{{(r_1 + 2R)^2}}}}{{\frac{{G \cdot m_1 \cdot m_2}}{{r_1^2}}}} \]

Сокращаем массу \( m_1 \) и гравитационную постоянную \( G \):

\[ \frac{{F_2}}{{F_1}} = \frac{{r_1^2}}{{(r_1 + 2R)^2}} \]

Теперь, для получения числового значения этого отношения, можно подставить известные значения. Давайте предположим, что начальное расстояние \( r_1 \) между кораблем и Землей равно радиусу Земли \( R \). Тогда:

\[ \frac{{F_2}}{{F_1}} = \frac{{R^2}}{{(R + 2R)^2}} \]

\[ \frac{{F_2}}{{F_1}} = \frac{{1}}{{9}} \]

Таким образом, сила притяжения между космическим кораблем и Землей будет уменьшаться в 9 раз, если расстояние между ними увеличится на два радиуса Земли.

Надеюсь, этот развернутый ответ помог вам лучше понять данную задачу. Если у вас возникнут ещё вопросы, не стесняйтесь задавать. Я всегда готов помочь!
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello