Какова скорость Луны, когда она движется по своей орбите вокруг Земли? Известно, что среднее расстояние от Луны до Земли составляет 384 000 км, а масса Земли равна 6 · 10^24 кг. Варианты ответов: А. 4 км/с. Б. 5 км/с. В. 1 км/с.
Физика11 классЗаконы движения небесных телскорость Луныорбита Лунырасстояние до Землимасса Землифизика 11 классрасчет скоростидвижение Луныгравитацияастрофизикавопросы по физике
Чтобы найти скорость Луны на её орбите, мы можем использовать формулу для центростремительного ускорения и закон всемирного тяготения. Начнём с определения необходимых величин и шагов решения.
Шаг 1: Определим силу тяжести между Землёй и Луной.Сила тяжести (F) между двумя телами рассчитывается по формуле:
F = G * (m1 * m2) / r^2
Подставим известные значения в формулу:
F = (6.67 * 10^(-11)) * (6 * 10^24) / (3.84 * 10^8)^2
Шаг 3: Определим центростремительное ускорение.Центростремительное ускорение (a) можно выразить через скорость (v) и радиус (r) орбиты:
a = v^2 / r
Сила тяжести также равна центростремительной силе:
F = m2 * a
Где m2 - масса Луны. Но поскольку масса Луны не влияет на скорость, мы можем выразить a через F и m2:
m2 * (v^2 / r) = F
Шаг 4: Подставим и упростим.Скорость Луны можно выразить следующим образом:
v^2 = (F * r) / m2
Теперь, подставив F из шага 2, мы можем найти v.
Шаг 5: Подсчитаем.После подстановки и упрощения, мы получим, что скорость Луны примерно равна 1 км/с.
Вывод:Скорость Луны, когда она движется по своей орбите вокруг Земли, составляет около 1 км/с. Таким образом, правильный ответ - В. 1 км/с.