Модуль ускорения свободного падения вблизи поверхности астероида равен 0,2 м/с^2. Чему будет равен модуль ускорения свободного падения вблизи поверхности другого астероида, объём которого в 8 раз меньше?

Модуль ускорения свободного падения вблизи поверхности астероида равен 0,2 м/с^2. Чему будет равен модуль ускорения свободного падения вблизи поверхности другого астероида, объём которого в 8 раз меньше? Оба астероида однородные, сферические и состоят из железа. Ответ выразите в м/с^2.

Почему радиус другого астероида меньше в два раза?

Дано:
a_1=0,2\;\text{м/с}^2
V_1=8V_2
Найти: a_2

Объем шара:           V=\frac{4}{3}\pi R^3

Отношение объемов первого и второго астероидов:     

\frac{V_1}{V_2}=\frac{\frac{4}{3}\pi R_1^3}{\frac{4}{3}\pi R_2^3}=\frac{R_1^3}{R_2^3}

По условию  \frac{V_1}{V_2}=8         \frac{R_1^3}{R_2^3}=8

\frac{R_1}{R_2}=\sqrt[3]{8}=2           R_1=2R_2

Таким образом, радиус второго астероида в 2 раза меньше радиуса первого астероида.

Закон всемирного тяготения:  F=\gamma \frac{mM}{R^2}          (1)

Второй закон Ньютона:      a=\frac{F}{m}              (2)

a_1=\frac{F_1}{m_1}=\frac{\gamma \frac{m_1M_1}{R_1^2}}{m_1}=\gamma \frac{M_1}{R_1^2}           (3)

a_2=\gamma \frac{M_2}{R_2^2}            (4)

\frac{a_2}{a_1}=\frac{\gamma \frac{M_2}{R_2^2}}{\gamma \frac{M_1}{R_1^2}}=\frac{M_2R_1^2}{M_1R_2^2}           (5)

M=\rho V             (6)

\frac{a_2}{a_1}=\frac{\rho V_2R_1^2}{\rho V_1R_2^2}=\frac{V_2R_1^2}{V_1R_2^2}        (7)

\frac{a_2}{a_1}=\frac{V_2R_1^2}{V_1R_2^2}=\frac{V_2(2R_2)^2}{8V_2*R_2^2}=0,5      (8)

a_2=0,5a_1                 a_2=0,5*0,2=0,1\;\text{м/с}^2

Комментарии