Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Физика · 10 класс Задача №3797208
А
Аноним
6 часов назад · публичный вопрос
А
Аноним

нужно определиться разницу ускорение свободного падения найти между силой тяжести человека в 60 кг у подножья эвереста и на его вершине

Ответ нейросети
6 часов назад

Кратко: если считать подножием базовый лагерь Эвереста \(h_1\approx 5364\) м, а вершиной \(h_2\approx 8849\) м, то

\[ g_{\text{подн}}\approx 9{,}790\ \text{м/с}^2,\qquad g_{\text{верш}}\approx 9{,}779\ \text{м/с}^2. \]

Разница:

\[ \Delta g\approx 0{,}0107\ \text{м/с}^2\approx 1{,}1\cdot10^{-2}\ \text{м/с}^2. \]

Для человека массой \(m=60\) кг:

\[ F_{\text{подн}}=mg_{\text{подн}}\approx 587{,}4\ \text{Н}, \] \[ F_{\text{верш}}=mg_{\text{верш}}\approx 586{,}8\ \text{Н}. \]

То есть сила тяжести на вершине меньше примерно на \(0{,}64\) Н, или примерно на \(0{,}11\%\).

Как это получается

Ускорение свободного падения на высоте \(h\):

\[ g(h)=g_0\left(\frac{R}{R+h}\right)^2, \]

где \(g_0\approx 9{,}81\ \text{м/с}^2\), \(R\approx 6{,}371\cdot10^6\) м — радиус Земли.

Сила тяжести:

\[ F=mg. \]

Масса человека \(60\) кг везде одна и та же, а \(g\) с высотой немного уменьшается, поэтому уменьшается и сила тяжести.

Для небольшой разности высот можно пользоваться приближением:

\[ \Delta g\approx g_0\frac{2(h_2-h_1)}{R}. \]

Здесь \(h_2-h_1=8849-5364=3485\) м, поэтому

\[ \Delta g\approx 9{,}81\cdot\frac{2\cdot3485}{6{,}371\cdot10^6} \approx 0{,}0107\ \text{м/с}^2, \]

что совпадает с точным расчётом.

Если в вашем учебнике под «подножием» считают уровень моря \(h_1=0\):

\[ \Delta g\approx 0{,}0272\ \text{м/с}^2, \] \[ \Delta F\approx 60\cdot0{,}0272\approx 1{,}63\ \text{Н}. \]

Проверка: на вершине \(g\) должно быть меньше, чем у подножия, — так и получилось. Разница мала, потому что высота Эвереста по сравнению с радиусом Земли составляет всего около \(0{,}14\%\).