Для решения этой задачи нам нужно воспользоваться законом всемирного тяготения, который был предложен Ньютоном. Согласно этому закону, сила гравитационного притяжения ( F ) между двумя точками массами ( m_1 ) и ( m_2 ) на расстоянии ( r ) друг от друга вычисляется по формуле:
[
F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}
]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная, которая равна примерно ( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3/\text{кг}\cdot\text{с}^2 ).
В данной задаче:
- ( M_{\text{земли}} = 6 \times 10^{24} \, \text{кг} ) — масса Земли,
- ( R_{\text{земли}} = 6400 \, \text{км} = 6.4 \times 10^6 \, \text{м} ) — радиус Земли,
- ( m = 5 \times 10^5 \, \text{кг} ) — масса объекта,
и нам нужно найти силу ( F ).
Подставим известные значения в формулу:
[
F = G \cdot \frac{M{\text{земли}} \cdot m}{R{\text{земли}}^2}
]
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \cdot \frac{6 \times 10^{24} \cdot 5 \times 10^5}{(6.4 \times 10^6)^2}
]
Теперь произведем вычисления:
Сначала вычислим произведение масс:
[
M_{\text{земли}} \times m = 6 \times 10^{24} \times 5 \times 10^5 = 30 \times 10^{29} = 3 \times 10^{30}
]
Затем квадрат радиуса Земли:
[
R_{\text{земли}}^2 = (6.4 \times 10^6)^2 = 40.96 \times 10^{12}
]
Подставим в формулу:
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \cdot \frac{3 \times 10^{30}}{40.96 \times 10^{12}}
]
Упростим выражение:
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \cdot \frac{3}{40.96} \times 10^{18}
]
Окончательный расчет:
[
\frac{3}{40.96} \approx 0.0732
]
[
F \approx 6.674 \times 10^{-11} \times 0.0732 \times 10^{18}
]
[
F \approx 4.885 \times 10^{7} \, \text{Н}
]
Таким образом, сила гравитационного притяжения между Землей и объектом массой ( 5 \times 10^5 ) кг равна приблизительно ( 4.885 \times 10^7 ) ньютонов.