Math Problem Statement

Какова должна быть масса каждого из двух одинаковых тел, чтобы они на расстоянии 1м притягивались друг к другу с силой 6,67 Н.

Solution

Для решения задачи воспользуемся законом всемирного тяготения Ньютона:

F=Gm1m2r2,F = G \frac{m_1 m_2}{r^2},
где:

  • F=6.67НF = 6.67 \, \text{Н} — сила притяжения,
  • G=6.674×1011м3кг1с2G = 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 \text{кг}^{-1} \text{с}^{-2} — гравитационная постоянная,
  • m1=m2=mm_1 = m_2 = m — массы тел (одинаковые),
  • r=1мr = 1 \, \text{м} — расстояние между телами.

Подставим известные значения в формулу:

F=Gm2r2.F = G \frac{m^2}{r^2}.

И выразим mm:

m2=Fr2G.m^2 = \frac{F r^2}{G}.

Подставим значения:

m2=6.67126.6741011.m^2 = \frac{6.67 \cdot 1^2}{6.674 \cdot 10^{-11}}.

Посчитаем m2m^2:

m26.676.67410111011.m^2 \approx \frac{6.67}{6.674 \cdot 10^{-11}} \approx 10^{11}.

Теперь найдём mm:

m1011=105.5316227.m \approx \sqrt{10^{11}} = 10^{5.5} \approx 316227.

Ответ: масса каждого тела должна быть приблизительно 316227 кг.


У вас есть вопросы или хотите подробнее разобрать решение?

Вопросы для дальнейшего изучения:

  1. Как влияет изменение расстояния rr на силу притяжения между телами?
  2. Почему значение GG настолько мало, и как это влияет на гравитационные силы в повседневной жизни?
  3. Какую силу притяжения создают тела массой 316227 кг на расстоянии 2 метров?
  4. Каким образом измеряется гравитационная постоянная GG на практике?
  5. Как выглядит гравитационное взаимодействие на астрономических масштабах, например, между планетами?

Полезный совет:

Всегда проверяйте размерности физических величин в формулах, чтобы убедиться, что подставленные значения соответствуют единицам измерения в системе СИ.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Newton's Law of Gravitation
Square Root
Proportionality in Physics

Formulas

F = G * (m1 * m2) / r^2
m^2 = F * r^2 / G
m = √(F * r^2 / G)

Theorems

Newton's Universal Law of Gravitation

Suitable Grade Level

Grades 10-12