Для решения этой задачи, давайте сначала найдем ускорение свободного падения на поверхности Сатурна. Мы знаем, что отношение масс Сатурна к Земле равно 95, а отношение радиусов равно 12.
Формула для силы тяжести (удельного веса) на поверхности планеты может быть написана как:
\[ g = \frac{G \cdot M}{R^2} \]
где:
- \( g \) — ускорение свободного падения,
- \( G \) — универсальная гравитационная постоянная,
- \( M \) — масса планеты,
- \( R \) — радиус планеты.
Поскольку нам необходимо найти ускорение свободного падения на Сатурне, мы можем выразить его через ускорение свободного падения на Земле. Учитывая наши соотношения:
- Масса Сатурна \( M_S = 95 \cdot M_E \)
- Радиус Сатурна \( R_S = 12 \cdot R_E \)
Теперь подставим эти значения в формулу для силы тяжести на Сатурне:
\[ g_S = \frac{G \cdot M_S}{R_S^2} = \frac{G \cdot (95 \cdot M_E)}{(12 \cdot R_E)^2} \]
Теперь заменим \( R_S^2 \):
\[ g_S = \frac{G \cdot (95 \cdot M_E)}{144 \cdot R_E^2} \]
Так как ускорение свободного падения на Земле можно выразить как:
\[ g_E = \frac{G \cdot M_E}{R_E^2} \]
Поделим первое уравнение на \( g_E \):
\[ \frac{g_S}{g_E} = \frac{95}{144} \]
Отсюда получаем:
\[ g_S = g_E \cdot \frac{95}{144} \]
Теперь подставим значение ускорения свободного падения на Земле \( g_E = 9.8 \, м/с^2 \):
\[ g_S = 9.8 \cdot \frac{95}{144} \approx 6.45 \, м/с^2 \]
Теперь, чтобы найти силу тяжести, действующую на аппарат массой 206 кг на поверхности Сатурна, используем формулу:
\[ F = m \cdot g \]
где:
- \( F \) — сила тяжести,
- \( m \) — масса аппарата,
- \( g \) — ускорение свободного падения на Сатурне.
Подставляем значения:
\[ F = 206 \cdot 6.45 \approx 1328.7 \, Н \]
Итак, сила тяжести, действующая на аппарат массой 206 кг на поверхности Сатурна, составляет примерно 1328.7 Н.