Какова сила притяжения между вами и вашим другом, если у каждого масса 70 кг, а расстояние между вами составляет 1 метр, выраженная в пН?
На каком расстоянии от поверхности Земли должен находиться ваш друг, чтобы гравитационная сила Земли на вас обоих была одинаковой?
Физика 11 класс Гравитация сила притяжения масса 70 кг расстояние 1 метр гравитационная сила физика 11 класс Закон всемирного тяготения
Чтобы найти силу притяжения между вами и вашим другом, мы можем использовать закон всемирного тяготения. Формула для расчета гравитационной силы выглядит следующим образом:
F = G * (m1 * m2) / r^2
где:
Теперь подставим значения в формулу:
m1 * m2 = 70 кг * 70 кг = 4900 кг²
F = 6.674 * 10^-11 Н·м²/кг² * (4900 кг²) / (1 м)²
F = 6.674 * 10^-11 * 4900 = 3.27326 * 10^-7 Н
Теперь переведем силу в пикоНьютоны (пН), где 1 пН = 10^-12 Н:
F = 3.27326 * 10^-7 Н = 327.326 пН
Итак, сила притяжения между вами и вашим другом составляет примерно 327.3 пН.
Теперь давайте выясним, на каком расстоянии от поверхности Земли должен находиться ваш друг, чтобы гравитационная сила Земли на вас обоих была одинаковой.
Сила тяжести на поверхности Земли рассчитывается по формуле:
Fg = m * g
где:
g = G * M / r^2
На поверхности Земли g примерно равно 9.81 м/с². Теперь нам нужно найти, на каком расстоянии от центра Земли находится ваш друг, чтобы сила тяжести на вас обоих была одинаковой:
Сила тяжести на вас:
Fg1 = 70 кг * 9.81 м/с² = 686.7 Н
Сила тяжести на вашем друге должна быть равной 686.7 Н:
Fg2 = 70 кг * g2 = 686.7 Н
Тогда:
g2 = 686.7 Н / 70 кг = 9.81 м/с²
Теперь подставим значение g2 в формулу для расчета расстояния от центра Земли:
g2 = G * M / r^2
Подставляем известные значения:
9.81 = (6.674 * 10^-11) * (5.972 * 10^24) / r^2
Теперь решим уравнение для r:
r^2 = (6.674 * 10^-11 * 5.972 * 10^24) / 9.81
После вычислений получаем:
r ≈ 6.371 * 10^6 м (это радиус Земли).
Теперь, чтобы узнать, на каком расстоянии от поверхности Земли должен находиться ваш друг, вычтем радиус Земли из полученного значения:
h = r - R_Земли
где R_Земли ≈ 6.371 * 10^6 м.
Таким образом, ваш друг должен находиться на уровне поверхности Земли, чтобы гравитационная сила была одинаковой.
Ответ: Сила притяжения между вами и вашим другом составляет примерно 327.3 пН, и ваш друг должен находиться на поверхности Земли, чтобы гравитационная сила на вас обоих была одинаковой.