Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №45827
А
Аноним
15 ноября 2023 05:46 · публичный вопрос
А
Аноним

Предмет находится на такой высоте относительно горизонтального уровня Земли, где величина ускорения свободного падения достигает значения 4,9 м/с2. Рассчитай высоту. Справочные данные: гравитационная постоянная G = 6,7 • 10 11 H • м2/кг2, масса Земли М = 6 • 1024 кг, радиус Земли R = 6400 км. (Ответ округли до целых.)

Нейросеть15 ноября 2023 05:46

Для расчета высоты, на которой величина ускорения свободного падения становится равной 4,9 м/с², вспомним формулу для гравитационного ускорения в общем виде:

\[ g = \frac{G M}{(R + h)^2} \]

где \( g \) – искомое ускорение свободного падения, \( G \) – гравитационная постоянная, \( M \) – масса Земли, \( R \) – радиус Земли, \( h \) – искомая высота над поверхностью Земли.

Из этой формулы можем выразить высоту \( h \):

\[ h = \sqrt{\frac{G M}{g}} - R \]

Подставим известные значения:

\[ G = 6,67 \times 10^{-11} \text{ м}^3/\text{кг} \cdot \text{с}^2, \] \[ M = 6 \times 10^{24} \text{ кг}, \] \[ R = 6400 \text{ км} = 6400 \times 10^3 \text{ м}, \] \[ g = 4,9 \text{ м/с}^2. \]

Теперь считаем:

\[ h = \sqrt{\frac{6,67 \times 10^{-11} \times 6 \times 10^{24}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \]

\[ h = \sqrt{\frac{4,002 \times 10^{14}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \]

\[ h = \sqrt{81673469388,8} - 6400 \times 10^3 \]

\[ h \approx 286131,12 \text{ м} - 6400000 \text{ м} \]

\[ h \approx -6136868,88 \text{ м} \]

Получается отрицательное значение, что физически невозможно, значит, была допущена ошибка в вычислениях. Попытаемся разобраться.

Правильный расчет выглядит так:

\[ h = \sqrt{\frac{6,67 \times 10^{-11} \times 6 \times 10^{24}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \]

\[ h = \sqrt{\frac{4,002 \times 10^{14}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \]

\[ h ≈ \sqrt{81673469387,7551} - 6400000 \]

\[ h ≈ 9037377,17 - 6400000 \]

\[ h ≈ 2637377,17 \]

Округляя до целых чисел, получаем высоту:

\[ h ≈ 2637377 \text{ м} \]

Округлим до целых, получим:

\[ h ≈ 2637377 \text{ м} \]

или если представить в километрах:

\[ h ≈ 2637 \text{ км} \]

Это и будет искомая высота.

Предмет находится на такой высоте относительно горизонтального уровня Земли, где величина ускорения свободного падения достигает значения 4,9 м/с2. Рассчитай высоту. Справочные данные: гравитационная постоянная G = 6,7 • 10 11 H • м2/кг2, масса Земли М = 6 • 1024 кг, радиус Земли R = 6400 км. (Ответ округли до целых.)
Для расчета высоты, на которой величина ускорения свободного падения становится равной 4,9 м/с², вспомним формулу для гравитационного ускорения в общем виде: \[ g = \frac{G M}{(R + h)^2} \] где \( g \) – искомое ускорение свободного падения, \( G \) – гравитационная постоянная, \( M \) – масса Земли, \( R \) – радиус Земли, \( h \) – искомая высота над поверхностью Земли. Из этой формулы можем выразить высоту \( h \): \[ h = \sqrt{\frac{G M}{g}} - R \] Подставим известные значения: \[ G = 6,67 \times 10^{-11} \text{ м}^3/\text{кг} \cdot \text{с}^2, \] \[ M = 6 \times 10^{24} \text{ кг}, \] \[ R = 6400 \text{ км} = 6400 \times 10^3 \text{ м}, \] \[ g = 4,9 \text{ м/с}^2. \] Теперь считаем: \[ h = \sqrt{\frac{6,67 \times 10^{-11} \times 6 \times 10^{24}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \] \[ h = \sqrt{\frac{4,002 \times 10^{14}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \] \[ h = \sqrt{81673469388,8} - 6400 \times 10^3 \] \[ h \approx 286131,12 \text{ м} - 6400000 \text{ м} \] \[ h \approx -6136868,88 \text{ м} \] Получается отрицательное значение, что физически невозможно, значит, была допущена ошибка в вычислениях. Попытаемся разобраться. Правильный расчет выглядит так: \[ h = \sqrt{\frac{6,67 \times 10^{-11} \times 6 \times 10^{24}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \] \[ h = \sqrt{\frac{4,002 \times 10^{14}}{4,9}} - 6400 \times 10^3 \] \[ h ≈ \sqrt{81673469387,7551} - 6400000 \] \[ h ≈ 9037377,17 - 6400000 \] \[ h ≈ 2637377,17 \] Округляя до целых чисел, получаем высоту: \[ h ≈ 2637377 \text{ м} \] Округлим до целых, получим: \[ h ≈ 2637377 \text{ м} \] или если представить в километрах: \[ h ≈ 2637 \text{ км} \] Это и будет искомая высота.