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:

1. Сначала вычислим произведение масс и ускорения свободного падения: 15 кг * 10 м/с² = 150 Н.
2. 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).