Определите модуль силы взаимодействия тела массой 2 кг и Земли, если тело удалено от поверхности на расстояние, в 3 раза превышающее радиус планеты. Ускорение свободного падения на поверхности Земли считать равным 10 м/с2.
от

1 Ответ

Дано:  
- Масса тела (m) = 2 кг  
- Ускорение свободного падения на поверхности Земли (g) = 10 м/с^2  
- Радиус Земли (R) = 6.4 * 10^6 м (примерно)  

Найти:  
- Модуль силы взаимодействия (F).

Решение:  
1. Расстояние от центра Земли до тела, когда оно удалено на расстояние, в 3 раза превышающее радиус планеты:

r = R + 3R = 4R = 4 * 6.4 * 10^6 м = 25.6 * 10^6 м.

2. Сила тяготения (F) между телом и Землей определяется по формуле:

F = G * (m * M) / r^2,

где G - гравитационная постоянная, M - масса Земли.

3. Массу Земли можно выразить через ускорение свободного падения на поверхности:

M = g * R^2 / G.

Подставим это значение в формулу для силы:

F = G * (m * (g * R^2 / G)) / r^2.

4. После сокращения G:

F = m * g * R^2 / r^2.

5. Подставляем известные значения:

F = 2 * 10 * (6.4 * 10^6)^2 / (25.6 * 10^6)^2.

6. Упрощаем выражение:

F = 20 * (6.4^2 / 25.6^2) * 10^12.

7. Вычисляем квадрат:

6.4^2 = 40.96,  
25.6^2 = 655.36.

8. Подставляем:

F = 20 * (40.96 / 655.36) * 10^12.

9. Упрощаем дробь:

40.96 / 655.36 = 0.0625.

10. Подставляем:

F = 20 * 0.0625 * 10^12 = 1.25 * 10^12 Н.

Ответ:  
Модуль силы взаимодействия тела и Земли равен 1.25 * 10^12 Н.
от