Реши задание на изображении
Кратко
Примеры: падение тел на Землю, приливы и отливы, движение Луны вокруг Земли, планет вокруг Солнца, искусственных спутников; тела действуют на опору из-за притяжения к Земле.
По дороге от Земли к Луне сила притяжения к Земле убывает, а к Луне возрастает. В середине пути \(F_{\text{Земли}}\) больше \(F_{\text{Луны}}\) в 81 раз.
Нет, неверно. Солнце и Земля притягивают друг друга с равными по модулю силами. Масса Солнца больше, но это не делает силу его притяжения к Земле больше.
Вверх мяч летит замедленно, потому что ускорение направлено вниз; в верхней точке скорость равна нулю, но ускорение остаётся направленным вниз; затем мяч падает с возрастающей скоростью.
2. Почему так
По закону всемирного тяготения:
\[ F_{\text{З}}=G\frac{M_{\text{З}}m}{r_{\text{З}}^2}, \qquad F_{\text{Л}}=G\frac{M_{\text{Л}}m}{r_{\text{Л}}^2}. \]
При удалении от Земли \(r_{\text{З}}\) растёт, значит \(F_{\text{З}}\) уменьшается. При приближении к Луне \(r_{\text{Л}}\) уменьшается, значит \(F_{\text{Л}}\) растёт.
В середине пути между центрами Земли и Луны \(r_{\text{З}}=r_{\text{Л}}\). Масса станции \(m\) сокращается:
\[ \frac{F_{\text{З}}}{F_{\text{Л}}} = \frac{M_{\text{З}}}{M_{\text{Л}}} \approx 81. \]
То есть станцию Земля притягивает в 81 раз сильнее, чем Луна. Силы направлены в противоположные стороны: к Земле и к Луне. Равнодействующая в этой точке направлена к Земле.
3. Почему силы не могут быть разными
\[ F_{\text{С}\to\text{З}} = F_{\text{З}\to\text{С}} = G\frac{M_{\text{С}}M_{\text{З}}}{R^2}. \]
Это две силы взаимодействия одной и той же пары тел, поэтому по третьему закону Ньютона они равны по модулю и противоположны по направлению. Различаются не силы, а ускорения:
\[ a_{\text{З}}=\frac{F}{M_{\text{З}}}, \qquad a_{\text{С}}=\frac{F}{M_{\text{С}}}. \]
Земля получает гораздо большее ускорение от Солнца, чем Солнце от Земли, но сами силы равны.
4. Движение мяча
Если сопротивлением воздуха пренебречь, на мяч действует только сила тяжести, направленная вниз. Ускорение всё время направлено вниз и примерно равно \(g\).
- При движении вверх скорость направлена вверх, а ускорение — вниз. Поэтому скорость уменьшается.
- В верхней точке скорость равна нулю, но сила тяжести не исчезает, поэтому ускорение по-прежнему направлено вниз.
- При падении скорость и ускорение направлены вниз, поэтому скорость увеличивается.
Если учитывать сопротивление воздуха, при подъёме оно тоже тормозит мяч, а при падении — немного уменьшает ускорение, но общий вывод не меняется.
На фото задание №4 обрывается на словах «...с возрастающей ско-»; если в конце есть отдельный вопрос, пришли его продолжение.
