Чтобы решить эту задачу, используем закон всемирного тяготения и рассмотрим необходимые формулы.
Дано:
- Две планеты с одинаковыми массами \( M \).
- Для первой планеты сила притяжения больше в 4 раза.
Формулы:
Сила притяжения между планетой и звездой равна:
\[ F = \frac{G \cdot M \cdot m}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила притяжения,
- \( G \) — гравитационная постоянная,
- \( M \) — масса звезды,
- \( m \) — масса планеты,
- \( r \) — радиус орбиты планеты.
Решение:
Обозначим радиусы орбит первой и второй планеты как \( r_1 \) и \( r_2 \) соответственно.
Для первой планеты:
\[ F_1 = \frac{G \cdot M \cdot m}{r_1^2} \]
Для второй планеты:
\[ F_2 = \frac{G \cdot M \cdot m}{r_2^2} \]
По условию, \( F_1 = 4F_2 \). Подставляем формулы для силы притяжения:
\[ \frac{G \cdot M \cdot m}{r_1^2} = 4 \cdot \frac{G \cdot M \cdot m}{r_2^2} \]
Упрощаем, сокращая одинаковые множители:
\[ \frac{1}{r_1^2} = \frac{4}{r_2^2} \]
Теперь прологарифмируем обе части:
\[ r_2^2 = 4r_1^2 \]
Берём квадратный корень:
\[ r_2 = 2r_1 \]
Ответ:
Отношение радиусов орбит второй и первой планет: \( r_2 : r_1 = 2 : 1 \).
Таким образом, радиус орбиты второй планеты в 2 раза больше радиуса орбиты первой планеты.