Олимпиада по физике Чему равно отношение силы гравитационного взаимодействия, действующей со стороны спутника Урана на Уран, к силе гравитационного взаимодействия, действующей со стороны планеты на спутник. Если масса Урана в 95 раз больше массы спутника?
Согласно закону всемирного тяготения, сила гравитационного взаимодействия между двумя телами рассчитывается по формуле:
[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} ]
где:
( F ) — сила гравитационного взаимодействия,( G ) — гравитационная постоянная,( m_1 ) и ( m_2 ) — массы взаимодействующих тел,( r ) — расстояние между центрами масс этих тел.
В нашей задаче обозначим массу спутника как ( m ), а массу Урана как ( M = 95m ).
Теперь рассмотрим силы, действующие на Уран и спутник.
Сила, действующая со стороны спутника на Уран: [ F_{SU} = G \frac{M m}{r^2} = G \frac{95m^2}{r^2} ]
Сила, действующая со стороны Урана на спутник: [ F_{US} = G \frac{m M}{r^2} = G \frac{m \cdot 95m}{r^2} = G \frac{95m^2}{r^2} ]
Как видно, обе силы равны по величине. Теперь найдем отношение:
Таким образом, отношение силы гравитационного взаимодействия, действующей со стороны спутника Урана на Уран, к силе, действующей со стороны Урана на спутник, равно ( 1 ).
Согласно закону всемирного тяготения, сила гравитационного взаимодействия между двумя телами рассчитывается по формуле:
[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} ]
где:
( F ) — сила гравитационного взаимодействия,( G ) — гравитационная постоянная,( m_1 ) и ( m_2 ) — массы взаимодействующих тел,( r ) — расстояние между центрами масс этих тел.В нашей задаче обозначим массу спутника как ( m ), а массу Урана как ( M = 95m ).
Теперь рассмотрим силы, действующие на Уран и спутник.
Сила, действующая со стороны спутника на Уран:
[ F_{SU} = G \frac{M m}{r^2} = G \frac{95m^2}{r^2} ]
Сила, действующая со стороны Урана на спутник:
[ F_{US} = G \frac{m M}{r^2} = G \frac{m \cdot 95m}{r^2} = G \frac{95m^2}{r^2} ]
Как видно, обе силы равны по величине. Теперь найдем отношение:
[ \frac{F{SU}}{F{US}} = \frac{G \frac{95m^2}{r^2}}{G \frac{95m^2}{r^2}} = 1 ]
Таким образом, отношение силы гравитационного взаимодействия, действующей со стороны спутника Урана на Уран, к силе, действующей со стороны Урана на спутник, равно ( 1 ).