Давайте решим задачу пошагово.
Задача:
Рассчитать расстояние от поверхности Земли, на котором гравитационная сила уменьшится в 8,6 раз по сравнению с её значением на поверхности, при радиусе Земли \( R = 6370 \ km \).
Шаг 1: Формула гравитационной силы
Гравитационная сила, действующая на тело на расстоянии \( r \) от центра Земли, задаётся законом всемирного тяготения:
\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]
где:
- \( G \) — гравитационная постоянная,
- \( m_1 \) — масса Земли,
- \( m_2 \) — масса тела
- \( r \) — расстояние от центра Земли до тела.
Настолько важна только отношение сил, поэтому можно рассматривать соотношение:
\[ \frac{F_r}{F_0} = \left(\frac{R}{r}\right)^2 \]
где:
- \( F_0 \) — сила на поверхности Земли (при \( r = R \)),
- \( F_r \) — сила на расстоянии \( r \).
Шаг 2: Условия задачи
Гравитационная сила в точке на расстоянии \( r \) от центра:
\[ F_r = F_0 \times \text{коэффициент уменьшения} \]
По условию:
\[
F_r = \frac{F_0}{8,6}
\]
Подставляем в формулу:
\[ \frac{F_0}{8,6} = F_0 \left(\frac{R}{r}\right)^2 \]
Отсюда:
\[ \frac{1}{8,6} = \left(\frac{R}{r}\right)^2 \]
Шаг 3: Решение уравнения
Найдём \( r \):
\[ \left(\frac{R}{r}\right)^2 = \frac{1}{8,6} \]
\[ \frac{R}{r} = \sqrt{\frac{1}{8,6}} = \frac{1}{\sqrt{8,6}} \]
Следовательно:
\[ r = R \times \sqrt{8,6} \]
Посчитаем значение:
\[ \sqrt{8,6} \approx 2,932 \]
Итак:
\[ r \approx 6370 \times 2,932 \approx 18685 \text{ км} \]
Шаг 4: Расстояние от поверхности Земли
Нас интересует расстояние от поверхности (не от центра), то есть:
\[ h = r - R \]
\[ h \approx 18685 - 6370 \approx 12315 \text{ км} \]
Итог:
Ответ: расстояние от поверхности Земли, на котором гравитационная сила в 8,6 раз меньше силы на поверхности, примерно 12315 км.
Округлим до целого числа: 12315 км.