Центры шаров массами 1 и 4 кг находятся на расстоянии 3 м друг от друга. Где надо поместить третий шар, чтобы равнодействующая сил тяготения, действующих на него со стороны первых двух, была равна нулю? Почему ответ не зависит от массы третьего шара?

4 Ноя 2021 в 19:45
95 +1
0
Ответы
1

Для нахождения расстояния от третьего шара до центра масс первых двух шаров, можно воспользоваться законом всемирного тяготения, который гласит, что сила тяготения пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Пусть третий шар массой m кг расположен на расстоянии x м от первого шара. Сила тяготения, действующая на третий шар от первого шара, равна F1=G⋅1⋅mx2F_1 = \dfrac{G \cdot 1 \cdot m}{x^2}F1 =x2G1m , где G - гравитационная постоянная. Сила тяготения, действующая на третий шар от второго шара, равна F2=G⋅4⋅m(3−x)2F_2 = \dfrac{G \cdot 4 \cdot m}{(3 - x)^2}F2 =(3x)2G4m .

Чтобы равнодействующая сил тяготения была равна нулю, необходимо, чтобы силы F1F_1F1 и F2F_2F2 были равны: F1=F2F_1 = F_2F1 =F2 .

G⋅1⋅mx2=G⋅4⋅m(3−x)2\dfrac{G \cdot 1 \cdot m}{x^2} = \dfrac{G \cdot 4 \cdot m}{(3 - x)^2}x2G1m =(3x)2G4m

1x2=4(3−x)2\dfrac{1}{x^2} = \dfrac{4}{(3 - x)^2}x21 =(3x)24

3−x=2x3 - x = 2x3x=2x

3=3x3 = 3x3=3x

x=1x = 1x=1

Таким образом, третий шар должен быть размещен на расстоянии 1 м от первого шара. Ответ не зависит от массы третьего шара, так как при определении равнодействующей силы тяготения влияет только расстояние между телами, но не их массы.

17 Апр 2024 в 09:05
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир