Для вычисления силы взаимного притяжения между Луной и Землёй можно использовать закон всемирного тяготения, который формулируется следующим образом:
\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимного притяжения,
- \( G \) — гравитационная постоянная (приблизительно \( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3/\text{кг} \cdot \text{с}^2 \)),
- \( m_1 \) и \( m_2 \) — массы взаимодействующих тел (в данном случае Земли и Луны),
- \( r \) — расстояние между центрами масс этих тел.
Дано:
- Масса Земли \( m_1 = 6 \times 10^{24} \, \text{кг} \),
- Масса Луны \( m_2 = 7.3 \times 10^{22} \, \text{кг} \),
- Расстояние между центрами \( r = 384000 \, \text{км} = 3.84 \times 10^8 \, \text{м} \).
Подставим значения в формулу:
\[ F = (6.674 \times 10^{-11}) \frac{(6 \times 10^{24}) (7.3 \times 10^{22})}{(3.84 \times 10^8)^2} \]
Сначала вычислим квадрат расстояния:
\[ (3.84 \times 10^8)^2 = 1.47456 \times 10^{17} \, \text{м}^2 \]
Теперь подставим это значение в формулу:
\[ F = (6.674 \times 10^{-11}) \frac{(6 \times 10^{24}) (7.3 \times 10^{22})}{1.47456 \times 10^{17}} \]
Теперь посчитаем числитель:
\[ (6 \times 10^{24}) (7.3 \times 10^{22}) = 43.8 \times 10^{46} \, \text{кг}^2 \]
Теперь подставим числитель в формулу:
\[ F = (6.674 \times 10^{-11}) \frac{43.8 \times 10^{46}}{1.47456 \times 10^{17}} \]
Вычислим:
\[ \frac{43.8 \times 10^{46}}{1.47456 \times 10^{17}} \approx 2.9705 \times 10^{29} \]
Теперь умножаем на \( G \):
\[ F = 6.674 \times 10^{-11} \times 2.9705 \times 10^{29} \approx 1.9798 \times 10^{19} \, \text{Н} \]
Таким образом, сила взаимного притяжения между Луной и Землёй составляет примерно \( 1.98 \times 10^{20} \, \text{Н} \).