Радиус планеты Марс примерно в 2 раза меньше от радиуса земли, а масса Марса составляет примерно 0,1 массы Земли. Сравнить вес тела космонавта m=80 кг на Земле и Марсе. Масса Земли равна 3,98*10^24 кг, радиус Земли 6370 км
Далее с индексом 1 будем обозначать значения для Земли, а с индексом 2 - для Марса.
В силу действия закона всемирного тяготения мы наблюдаем в том числе то, что называем весом. Тело космонавта и планета притягивают друг друга с силой
F_1=G*\frac{mM_1}{R_1^2} F_2=G*\frac{mM_2}{R_2^2}
где G, m, R, M - соответственно гравитационная постоянная, масса космонавта, радиус планеты, масса планеты.
По сути эта сила и есть вес, ибо вес это сила, с которой тело действует на опору (поверхность планеты). F=P
P_2=G*\frac{mM_2}{R_2^2} (1)
P_1=G*\frac{mM_1}{R_1^2} (2)
По условию M_2=0,1M_1 R_2=\frac{R_1}{2} (3)
Определим во сколько раз вес на Земле больше веса на Марсе:
n=\frac{P_1}{P_2}=\frac{G*\frac{mM_1}{R_1^2}}{G*\frac{mM_1}{R_1^2}}=\frac{M_1R_2^2}{M_2R_1^2} (4)
С учетом (3) получаем:
n=\frac{M_1(\frac{R_1}{2})^2}{0,1*M_1R_1^2}=2,5 (5)
Таким образом, если вес на Земле
P_1=mg=80*10=800\;H,
то на Марсе он будет в 2,5 раза меньше:
P_2=\frac{800}{2,5}=320 H
Обратите внимание, благодаря рациональному подходу мы не стали использовать значения радиуса и массы Земли для промежуточных вычислений. Нам важно было лишь соотношение радиусов и масс Земли и Марса.
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.