Чтобы ответить на вопрос о том, на какой высоте ускорение свободного падения уменьшится в 2 раза, нужно понимать, как высота влияет на гравитационное ускорение.
Гравитационное ускорение на поверхности Земли равно приблизительно 9.81 м/с². С увеличением высоты оно уменьшается, и для расчета этого процесса можно воспользоваться формулой:
\[ g_h = \frac{g_0}{(1 + \frac{h}{R})^2} \]
где:
- \( g_h \) — гравитационное ускорение на высоте \( h \),
- \( g_0 \) — гравитационное ускорение на поверхности Земли,
- \( R \) — радиус Земли (примерно 6,371 км).
Чтобы ускорение уменьшилось в 2 раза, оно должно стать равным \( \frac{g_0}{2} \). Подставив это значение в уравнение, мы можем найти высоту \( h \):
\[ \frac{g_0}{2} = \frac{g_0}{(1 + \frac{h}{R})^2} \]
Сократив \( g_0 \) и решив уравнение, получаем:
\[ (1 + \frac{h}{R})^2 = 2 \]
\[ 1 + \frac{h}{R} = \sqrt{2} \]
\[ \frac{h}{R} = \sqrt{2} - 1 \]
\[ h = R(\sqrt{2} - 1) \]
Теперь подставляем радиус Земли:
\[ h \approx 6371 \times (\sqrt{2} - 1) \]
Приблизительно, эта высота составляет около 1,12 радиуса Земли или примерно 7,1 тыс. км.
Таким образом, ускорение свободного падения уменьшится в 2 раза на высоте примерно 7,1 км над уровнем моря.