Чтобы рассчитать силу тяжести, с которой корабль "Спутник Восток" притягивался к Земле во время полёта, нам нужно использовать закон всемирного тяготения, который описывается формулой:
\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила тяжести (в ньютонах),
- \( G \) — гравитационная постоянная, примерно равная \( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{Н m}^2/\text{кг}^2 \),
- \( m_1 \) — масса Земли, примерно равная \( 5.972 \times 10^{24} \, \text{кг} \),
- \( m_2 \) — масса спутника, которая составляет 4725 кг,
- \( r \) — расстояние от центра Земли до спутника.
Для расчета \( r \) необходимо знать радиус Земли и высоту полета спутника:
\[ r = R + h \]
где:
- \( R = 6400 \, \text{км} = 6.4 \times 10^6 \, \text{м} \) — радиус Земли,
- \( h = 320 \, \text{км} = 3.2 \times 10^5 \, \text{м} \) — высота полета корабля.
Теперь вычислим \( r \):
\[ r = 6.4 \times 10^6 \, \text{м} + 3.2 \times 10^5 \, \text{м} = 6.72 \times 10^6 \, \text{м} \]
Теперь подставим все значения в формулу для вычисления силы тяжести:
\[ F = 6.674 \times 10^{-11} \, \frac{\text{Н m}^2/\text{кг}^2 \cdot 5.972 \times 10^{24} \, \text{кг} \cdot 4725 \, \text{кг}}{(6.72 \times 10^6 \, \text{м})^2} \]
Теперь упростим расчет:
- Вычислим \( r^2 \):
\[ (6.72 \times 10^6 \, \text{м})^2 = 4.52 \times 10^{13} \, \text{м}^2 \]
- Теперь подставим в формулу:
\[ F \approx 6.674 \times 10^{-11} \cdot \frac{5.972 \times 10^{24} \cdot 4725}{4.52 \times 10^{13}} \]
Рассчет покажет, что:
\[ F \approx 6.674 \times 10^{-11} \cdot 7.051 \times 10^{10} \]
Теперь вычисляем:
\[ F \approx 471.9 \, \text{Н} \]
Таким образом, сила, с которой корабль "Спутник Восток" притягивался к Земле на высоте 320 км, составляет примерно 472 Н.
