Для нахождения ускорения свободного падения \( g \) на планете можно воспользоваться следующей формулой:
\[ g = \frac{F}{m} \]
где:
- \( F \) — вес космонавта на планете (649,8 Н),
- \( m \) — масса космонавта (171 кг).
Подставим значения:
\[ g = \frac{649,8}{171} \approx 3,8 \, \text{м/с}^2 \]
Таким образом, ускорение свободного падения на планете составляет примерно \( g \approx 3,8 \, \text{м/с}^2 \).
Теперь найдем массу планеты \( M \) с использованием формулы для гравитационного поля:
\[ g = \frac{G \cdot M}{R^2} \]
где:
- \( G \) — гравитационная постоянная ( \( 6,67 \times 10^{-11} \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 \) ),
- \( R \) — радиус планеты в метрах ( \( 2698 \, \text{км} = 2698000 \, \text{м} \) ).
Подставим известные значения в формулу и выразим массу планеты \( M \):
\[ M = \frac{g \cdot R^2}{G} \]
Теперь подставим значения:
\[ M = \frac{3,8 \cdot (2698000)^2}{6,67 \times 10^{-11}} \]
Сначала посчитаем \( R^2 \):
\[ R^2 = (2698000)^2 \approx 7,266 \times 10^{12} \, \text{м}^2 \]
Теперь подставим это значение в формулу:
\[ M \approx \frac{3,8 \cdot 7,266 \times 10^{12}}{6,67 \times 10^{-11}} \approx \frac{2,759 \times 10^{13}}{6,67 \times 10^{-11}} \approx 4,1 \times 10^{23} \, \text{кг} \]
Таким образом, масса планеты составляет примерно \( M \approx 4,1 \times 10^{23} \, \text{кг} \).
Ответ:
- Ускорение свободного падения \( g \) на планете: \( 3,8 \, \text{м/с}^2 \)
- Масса планеты: \( 4,1 \times 10^{23} \, \text{кг} \)