Луна движется вокруг Земли со скоростью 1,02км/ч. Определите массу земли.

17 Апр 2019 в 19:47
217 +1
1
Ответы
1

Для определения массы Земли можно воспользоваться законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит: F=G⋅M⋅mr2F = \frac{{G \cdot M \cdot m}}{{r^2}}F=r2GMm , где FFF - сила гравитационного притяжения между Землей и Луной, GGG - гравитационная постоянная, MMM - масса Земли, mmm - масса Луны, rrr - расстояние между центрами Земли и Луны.

Учитывая, что центробежное ускорение луны равно гравитационному ускорению таккакЛунадвижетсяпокруговойорбитетак как Луна движется по круговой орбитетаккакЛунадвижетсяпокруговойорбите, можно записать соотношение между центробежным ускорением и гравитационным ускорением:

aцентробежное=v2R=GMR2,a_{\text{центробежное}} = \frac{{v^2}}{R} = \frac{{GM}}{R^2} , aцентробежное =Rv2 =R2GM ,

где vvv - скорость Луны, RRR - радиус орбиты Луны.

Из этого уравнения можно найти радиус орбиты Луны RRR и подставить это значение в первое уравнение, чтобы определить массу Земли:

R=G⋅Mv2,R = \frac{{G \cdot M}}{{v^2}} , R=v2GM ,

F=G⋅M⋅mR2=GMm(GMv2)2=GMm⋅v4G2M2,F = \frac{{G \cdot M \cdot m}}{{R^2}} = \frac{{GMm}}{{\left(\frac{{GM}}{{v^2}}\right)^2}} = \frac{{GMm \cdot v^4}}{{G^2 M^2}} , F=R2GMm =(v2GM )2GMm =G2M2GMmv4 ,

F=Mm⋅v4G⋅M2,F = \frac{{Mm \cdot v^4}}{G \cdot M^2} , F=GM2Mmv4 ,

M=m⋅v4F⋅G=m⋅(1,02 км/ч)4F⋅G.M = \frac{{m \cdot v^4}}{F \cdot G} = \frac{{m \cdot (1,02 \, \text{км/ч})^4}}{F \cdot G}.M=FGmv4 =FGm(1,02км/ч)4 .

Теперь нужно знать значение силы гравитационного притяжения между Землей и Луной, FFF. Для этого используем формулу: F=G⋅M⋅mr2F = \frac{{G \cdot M \cdot m}}{{r^2}}F=r2GMm , где rrr - расстояние между центрами Земли и Луны 384400км384 400 км384400км, mmm - масса Луны.

F=G⋅M⋅mr2=G⋅M⋅m(384400 км)2,F = \frac{{G \cdot M \cdot m}}{{r^2}} = \frac{{G \cdot M \cdot m}}{{(384 400 \, \text{км})^2}}, F=r2GMm =(384400км)2GMm ,

M=m⋅v4F⋅G=m⋅(1,02 км/ч)4G⋅M⋅m(384400 км)2⋅G,M = \frac{{m \cdot v^4}}{F \cdot G} = \frac{{m \cdot (1,02 \, \text{км/ч})^4}}{\frac{{G \cdot M \cdot m}}{{(384 400 \, \text{км})^2}} \cdot G}, M=FGmv4 =(384400км)2GMm Gm(1,02км/ч)4 ,

M=m⋅(1,02 км/ч)4⋅(384400 км)2G⋅m,M = \frac{{m \cdot (1,02 \, \text{км/ч})^4 \cdot (384 400 \, \text{км})^2}}{G \cdot m}, M=Gmm(1,02км/ч)4(384400км)2 ,

M=(1,02 км/ч)4⋅(384400 км)2.M = (1,02 \, \text{км/ч})^4 \cdot (384 400 \, \text{км})^2. M=(1,02км/ч)4(384400км)2.

Вычислив данное выражение, получим массу Земли.

28 Мая 2024 в 18:10
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