Для определения высоты, на которой величина ускорения свободного падения \( g \) достигает значения 4,7 м/с², можно использовать следующие формулы и данные.
Ускорение свободного падения на поверхности Земли рассчитывается по формуле:
\[ g = \frac{G \cdot M}{R^2} \]
где:
- \( G \) — гравитационная постоянная (\( 6,7 \times 10^{-11} \, \text{н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 \)),
- \( M \) — масса Земли (\( 6 \times 10^{24} \, \text{кг} \)),
- \( R \) — радиус Земли (в метрах) (\( 6400 \, \text{км} = 6400000 \, \text{м} \)).
Теперь давайте вычислим значение \( g \) на поверхности Земли:
\[ g_{\text{поверхность}} = \frac{6,7 \times 10^{-11} \cdot 6 \times 10^{24}}{(6400000)^2} \]
Вычисляя это, получаем:
\[ g_{\text{поверхность}} \approx 9,81 \, \text{м/с}^2 \]
Теперь, чтобы найти высоту \( h \), при которой \( g = 4,7 \, \text{м/с}^2 \), используем формулу для \( g \) на высоте \( h \):
\[ g_h = \frac{G \cdot M}{(R + h)^2} \]
Зная, что \( g_h = 4,7 \, \text{м/с}^2 \), мы можем записать:
\[ 4,7 = \frac{6,7 \times 10^{-11} \cdot 6 \times 10^{24}}{(6400000 + h)^2} \]
Переписываем уравнение и решаем его относительно \( h \):
\[ (6400000 + h)^2 = \frac{6,7 \times 10^{-11} \cdot 6 \times 10^{24}}{4,7} \]
После вычислений получаем значение под корнем, а затем находим \( h \).
Если продолжить расчеты:
\[ (6400000 + h)^2 = \frac{4,02 \times 10^{14}}{4,7} \]
Находим \( h \) и выразим его:
\[ 6400000 + h \approx \sqrt{8,57 \times 10^{13}} \approx 9,27 \times 10^6 \]
Таким образом:
\[ h \approx 9,27 \times 10^6 - 6400000 \approx 2870000 \, \text{м} \approx 2870 \, \text{км} \]
Таким образом, высота, на которой ускорение свободного падения составляет 4,7 м/с², составляет примерно 2870 километров.