2025-07-15 09:02:12
Из бесконечности на поверхность Земли падает метеорит массой m = 15 кг. Определите работу, которая при этом будет совершена силами гравитационного поля Земли. Ускорение свободного падения у поверхности Земли и ее радиус считать известными и равными соответственно g = 10м/с2, R = 6.37 • 106 м.
Другие предметы Университет Работа сил гравитационного поля физические основы механики работа силы гравитационное поле метеорит ускорение свободного падения радиус Земли механика университетская физика
2025-07-15 09:02:35
Чтобы определить работу, совершаемую силами гравитационного поля Земли, когда метеорит падает с бесконечности на поверхность Земли, воспользуемся формулой для работы силы тяжести.
Шаг 1: Понимание работы силы тяжести
Работа, совершаемая силой тяжести, при падении объекта с высоты h до уровня, где h = 0, определяется как:
W = -m * g * h
где:
- W - работа,
- m - масса объекта,
- g - ускорение свободного падения,
- h - высота, с которой падает объект.
Здесь минус указывает на то, что работа совершается в направлении, противоположном направлению силы тяжести.
Шаг 2: Определение высоты падения
В данном случае метеорит падает с бесконечности на поверхность Земли. Мы можем считать, что высота h равна радиусу Земли, так как падение происходит от бесконечности до поверхности:
h = R = 6.37 * 10^6 м.
Шаг 3: Подставление значений
Теперь подставим известные значения в формулу:
- m = 15 кг,
- g = 10 м/с²,
- h = 6.37 * 10^6 м.
Работа будет равна:
W = -m * g * h = -15 кг * 10 м/с² * 6.37 * 10^6 м.
Шаг 4: Вычисление работы
Теперь произведем вычисления:
- Сначала вычислим произведение масс и ускорения свободного падения: 15 кг * 10 м/с² = 150 Н.
- Теперь умножим это значение на высоту: 150 Н * 6.37 * 10^6 м = 955500000 Н·м.
Таким образом, работа, совершаемая силами гравитационного поля Земли, будет равна:
W = -955500000 Дж.
Ответ: Работа, совершенная силами гравитационного поля Земли при падении метеорита, составляет -955500000 Дж (или -9.56 * 10^8 Дж).