Какова приблизительная величина силы тяжести, действующей на космонавта массой 80 кг на космической станции, которая

  • 43
Какова приблизительная величина силы тяжести, действующей на космонавта массой 80 кг на космической станции, которая перемещается по орбите радиусом 8*106 м вокруг Земли? Значение гравитационной постоянной составляет 6,67*10-11 Н*м2/кг2, а масса Земли составляет 6*1024 кг. Ускорение свободного падения на поверхности Земли равно 10 м/с2.
Ягуар
68
Для решения этой задачи нам понадобится закон всемирного тяготения, который устанавливает взаимосвязь между массами двух тел и расстоянием между ними. Формула для расчета силы тяжести выглядит следующим образом:

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

где:
\(F\) - сила тяжести,
\(G\) - гравитационная постоянная (\(6,67 \times 10^{-11}\) Н м²/кг²),
\(m_1\) и \(m_2\) - массы объектов (в данном случае масса космонавта и масса Земли),
\(r\) - расстояние между центрами масс двух тел (в данном случае радиус орбиты станции).

Сначала рассчитаем расстояние r в метрах, умножив радиус орбиты на 1000 (8 * 10^6 м).

\[r = 8 * 10^6 \times 1000 = 8 * 10^9 \text{ м}\]

Теперь можем подставить известные значения в формулу:

\[F = \frac{{6,67 \times 10^{-11} \cdot 80 \cdot 6 \times 10^{24}}}{{(8 \times 10^9)^2}}\]

Давайте расчитаем это:

\[F = \frac{{6,67 \times 10^{-11} \cdot 80 \cdot 6 \times 10^{24}}}{{(8 \times 10^9)^2}}\]

\[F = \frac{{6,67 \times 80 \times 6}}{{8^2}} \times \frac{{10^{-11} \times 10^{24}}}{{10^{18}}}\]

Перенесем степень 10 в знаменателе в числитель, и упростим уравнение:

\[F = 6,67 \times 80 \times 6 \times \frac{{10^{-11} \times 10^{24}}}{{8^2 \times 10^{18}}}\]

\[F = 3200 \times \frac{{10^{-11+24}}}{{64 \times 10^{18}}}\]

\[F = 3200 \times \frac{{10^{13}}}{{64 \times 10^{18}}}\]

\[F = \frac{{3200}}{{64}} \times \frac{{10^{13}}}{{10^{18}}}\]

\[F = 50 \times 10^{-5} \text{ Н}\]

Таким образом, приблизительная величина силы тяжести, действующей на космонавта массой 80 кг на космической станции, равна \(5 \times 10^{-4}\) Н.