Вопрос:

Можно ли не учитывать силу тяжести при расчете силы, действующей на космическую ракету, которая пролетает на расстоянии 5000 км от поверхности Земли? Радиус Земли равен 6400 км. Принимая g = 9,8 м/с2. Ответ поясните.

Фотография

Ответ ассистента

Можно ли не учитывать силу тяжести при расчете силы, действующей на космическую ракету, которая пролетает на расстоянии 5000 км от поверхности Земли? Радиус Земли равен 6400 км. Принимая $g = 9,8 \text{ м/с}^2$. Ответ поясните. Конечно, давай разбираться! Гравитационное ускорение $g$ на некоторой высоте $h$ над поверхностью Земли можно найти по формуле: $$g_h = G \frac{M}{(R+h)^2}$$ где: * $G$ — гравитационная постоянная (можно не использовать, если сравнивать ускорения) * $M$ — масса Земли * $R$ — радиус Земли * $h$ — высота над поверхностью Земли На поверхности Земли ($h=0$) ускорение свободного падения равно: $$g_0 = G \frac{M}{R^2}$$ Для сравнения ускорения на высоте $h$ с ускорением на поверхности, можно составить отношение: $$\frac{g_h}{g_0} = \frac{G \frac{M}{(R+h)^2}}{G \frac{M}{R^2}} = \frac{R^2}{(R+h)^2} = \left(\frac{R}{R+h}\right)^2$$ Теперь подставим данные: * $R = 6400 \text{ км}$ * $h = 5000 \text{ км}$ $$\frac{g_h}{g_0} = \left(\frac{6400}{6400+5000}\right)^2 = \left(\frac{6400}{11400}\right)^2 \approx (0.561)^2 \approx 0.315$$ Это значит, что на высоте 5000 км ускорение свободного падения составляет примерно 31,5% от ускорения на поверхности Земли. Если $g_0 = 9,8 \text{ м/с}^2$, то на этой высоте: $$g_h \approx 0.315 \times 9.8 \text{ м/с}^2 \approx 3.09 \text{ м/с}^2$$ **Вывод:** Ускорение свободного падения на высоте 5000 км составляет примерно $3.09 \text{ м/с}^2$. Это довольно значительная величина, которая составляет почти треть от ускорения на поверхности Земли. Поэтому, силу тяжести **нельзя не учитывать** при расчете силы, действующей на космическую ракету на такой высоте.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи