На какой высоте над поверхностью Земли находится шарообразное тело массой 37 кг, если сила притяжения, действующая

  • 62
На какой высоте над поверхностью Земли находится шарообразное тело массой 37 кг, если сила притяжения, действующая на него, равна 339 Н? Радиус Земли составляет 6379658 м, а масса Земли равна 5,98⋅1024 кг. Ответ округлите до целого числа.
Цветочек
50
Чтобы найти высоту над поверхностью Земли, на которой находится шарообразное тело, нам понадобится использовать закон всемирного тяготения Ньютона, который гласит:

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

где \(F\) - сила притяжения, \(G\) - гравитационная постоянная, \(m_1\) и \(m_2\) - массы двух тел, действующих друг на друга, \(r\) - расстояние между центрами масс этих тел.

У нас дана сила притяжения \(F = 339\) Н. Масса Земли \(m_1 = 5,98 \cdot 10^{24}\) кг. Масса шарообразного тела \(m_2 = 37\) кг. Радиус Земли \(r = 6379658\) м.

Мы хотим найти высоту над поверхностью Земли, поэтому \(r\) будет являться суммой радиуса Земли и искомой высоты \(h\). То есть \(r = R + h\), где \(R\) - радиус Земли.

Подставим значения в формулу:

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

Теперь найдем \(h\):

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

\[(6379658 + h)^2 = \frac{{6.67430 \cdot 10^{-11} \cdot 5.98 \cdot 10^{24} \cdot 37}}{{339}}\]

Выполняя необходимые вычисления, получаем:

\[(6379658 + h)^2 = 4.923 \cdot 10^{13}\]

Возведем обе части уравнения в квадратный корень:

\[\sqrt{(6379658 + h)^2} = \sqrt{4.923 \cdot 10^{13}}\]

\[(6379658 + h) = 7.01 \cdot 10^6\]

Теперь решим данное уравнение относительно \(h\):

\[h = (7.01 \cdot 10^6) - 6379658\]

Вычисляя значение \(h\), получаем:

\[h \approx 691678\]

Таким образом, шарообразное тело находится на высоте около 691678 метров над поверхностью Земли. Ответ округляем до целого числа, поэтому окончательный ответ составляет 691678 метров.