Чтобы найти ускорение свободного падения на высоте 2000 км от поверхности Земли, мы можем использовать закон всемирного тяготения Ньютона. Ускорение свободного падения на некоторой высоте от поверхности Земли можно вычислить с помощью формулы:
[ g_h = \frac{G \cdot M}{(R + h)^2} ]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная, равная ( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3/\text{кг} \cdot \text{с}^2 ),
- ( M ) — масса Земли, ( 6 \times 10^{24} \, \text{кг} ),
- ( R ) — радиус Земли, ( 6400 \, \text{км} ) или ( 6.4 \times 10^6 \, \text{м} ),
- ( h ) — высота над поверхностью Земли, ( 2000 \, \text{км} ) или ( 2 \times 10^6 \, \text{м} ).
Подставим все значения в формулу:
[ g_h = \frac{6.674 \times 10^{-11} \cdot 6 \times 10^{24}}{(6.4 \times 10^6 + 2 \times 10^6)^2} ]
Сначала сложим радиус Земли и высоту:
[ R + h = 6.4 \times 10^6 + 2 \times 10^6 = 8.4 \times 10^6 \, \text{м} ]
Теперь подставим это значение в формулу для ( g_h ):
[ g_h = \frac{6.674 \times 10^{-11} \cdot 6 \times 10^{24}}{(8.4 \times 10^6)^2} ]
Вычислим знаменатель:
[ (8.4 \times 10^6)^2 = 70.56 \times 10^{12} ]
Теперь подставим все в формулу:
[ g_h = \frac{6.674 \times 10^{-11} \cdot 6 \times 10^{24}}{70.56 \times 10^{12}} ]
[ g_h = \frac{40.044 \times 10^{13}}{70.56 \times 10^{12}} ]
[ g_h \approx 5.68 \, \text{м/с}^2 ]
Таким образом, ускорение свободного падения на высоте 2000 км над поверхностью Земли составляет приблизительно ( 5.68 \, \text{м/с}^2 ).