Какое отношение центростремительных ускорений двух физических объектов: стрелки часов, отсчитывающей минуты, и материальной точки на экваториальной поверхности Земли, если они совершают один оборот за время Т1 и Т2 соответственно? Учитывай, что длина стрелки составляет 1,6 см, а радиус поверхности Земли - 6385 км. Ответ запиши в стандартном виде, округлив до десятых.
Физика10 классЦентростремительное ускорениецентростремительное ускорениефизикастрелка часовматериальная точкаэкваториальная поверхность Землирадиус Земливремя оборотафизические объекты
Для решения задачи нам необходимо найти центростремительные ускорения стрелки часов и материальной точки на экваториальной поверхности Земли, а затем вычислить их отношение.
Шаг 1: Определим формулу для центростремительного ускорения.
Центростремительное ускорение (a) можно вычислить по формуле:
a = v² / r
где:
Шаг 2: Найдем линейные скорости для стрелки часов и материальной точки.
Для стрелки часов:
Длина стрелки составляет 1,6 см, что равно 0,016 м. Стрелка делает один оборот за 60 минут (3600 секунд).
Линейная скорость (v1) стрелки часов:
v1 = 2 * π * r / T1
где T1 = 3600 с (время одного оборота).
Таким образом:
v1 = 2 * π * 0,016 / 3600
Теперь подставим значения:
v1 ≈ 0,0000279 м/с
Для материальной точки на экваторе Земли:
Радиус Земли (r) составляет 6385 км, что равно 6385000 м. Материальная точка делает один оборот за 24 часа (86400 секунд).
Линейная скорость (v2) материальной точки:
v2 = 2 * π * r / T2
где T2 = 86400 с.
Теперь подставим значения:
v2 = 2 * π * 6385000 / 86400
v2 ≈ 463.8 м/с
Шаг 3: Найдем центростремительные ускорения.
Центростремительное ускорение стрелки часов:
a1 = v1² / r1
где r1 = 0,016 м.
a1 = (0,0000279)² / 0,016
a1 ≈ 0,000000049 / 0,016
a1 ≈ 0,0000031 м/с²
Центростремительное ускорение материальной точки:
a2 = v2² / r2
где r2 = 6385000 м.
a2 = (463.8)² / 6385000
a2 ≈ 215,5 / 6385000
a2 ≈ 0,0000338 м/с²
Шаг 4: Найдем отношение центростремительных ускорений.
Теперь мы можем найти отношение a1 к a2:
Отношение = a1 / a2
Отношение ≈ 0,0000031 / 0,0000338
Отношение ≈ 0,0915
Шаг 5: Запишем ответ в стандартном виде, округлив до десятых.
Ответ: 0,1