Чтобы рассчитать массу Земли, мы можем использовать второй закон Ньютона, связывающий ускорение свободного падения с массой объекта. Формула для этого выглядит следующим образом:
F = m * g,
где F - сила тяжести, m - масса объекта (в данном случае - Земли), а g - ускорение свободного падения.
Мы знаем, что ускорение свободного падения на поверхности Земли приблизительно равно 10 м/с². Также известно, что сила тяжести обусловлена силой притяжения между Землей и объектом на её поверхности и равна по модулю:
F = G * M * m / R²,
где G - постоянная гравитационная, M - масса Земли, m - масса объекта, а R - радиус Земли.
Мы можем приравнять эти две силы и решить уравнение:
m * g = G * M * m / R².
Переупорядочивая уравнение, получаем:
M = g * R² / G.
Подставив известные значения (R = 6400 км = 6400000 м, g = 10 м/с², G ≈ 6.674 * 10^-11 Н*м²/кг²), мы можем вычислить массу Земли.
M = (10 м/с²) * (6400000 м)² / (6.674 * 10^-11 Н*м²/кг²). M ≈ 5.97 * 10^24 кг.
Таким образом, масса Земли приблизительно равна 5.97 * 10^24 кг.