Question

Odpowiedz na pytanie : W jakiej odległości od środka Ziemi o promieniu R wartość siły grawitacyjnej działającej na ciało o masie 1kg jest 9-krotnie mniejsza od wartości siły działającej na to ciało na powierzchni Ziemi

Answer 1

Witaj :)

dane:  R, m,  Q/F=9

szukane:  r=n*R

---------------------------

I przypadek:  r₁ ≥ R

--- w odległości R od środka Ziemi (czyli na powierzchni Ziemi):

Q = GMm/R²

--- w odległości r = n*R od środka Ziemi:

F₁ = GMm/r₁²

--- po podzieleniu obu równań stronami i uproszczeniu przez GMm otrzymujemy: 

Q/F₁ = [GMm/R²]/[GMm/r₁²] = 9

r₁²/R² = 9

r₁² = 9R²

r₁ = 3R = 3*6,37*10⁶m = 19,11*10⁶m= 19 110 km

Szukana odległość od środka Ziemi wynosi 3R (2R od powierzchni Ziemi).

II przypadek:  0 ≤ r₂ ≤ R

Wewnątrz Ziemi  wzór na siłę wzajemnego przyciągania się Ziemi i ciała o masie m dany jest wzorem:

F = k *m*r......gdzie k = 4πGρ/3.......gdzie ρ jest gęstością Ziemi przy założeniu jednorodności:

Q/F₂ = [k*m*R/[k*m*r₂] = R/r₂ = 9

r₂ = ¹/₉R

Szukana odległość może również wartość równą ¹/₉R od środka Ziemi czyli ⁸/₉R poniżej powierzchni Ziemi.

 

Semper in altum……………………………………………………………pozdrawiam :)

 

Jeśli podoba Ci się to rozwiązanie, możesz uznać je za najlepsze - wówczas otrzymasz zwrot 15% punktów wydanych na to zadanie. W przypadku 1 rozwiązania możesz to zrobić po godzinie od jego dodania.

PS. W razie wątpliwości - pytaj :)