Для нахождения силы всемирного тяготения между двумя телами можно использовать закон всемирного тяготения, который был сформулирован Исааком Ньютоном. Этот закон гласит, что сила ( F ) притяжения между двумя точечными массами ( m_1 ) и ( m_2 ) прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния ( r ) между ними. Формула выглядит следующим образом:
[
F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}
]
где:
- ( F ) — сила притяжения (в ньютонах, Н),
- ( G ) — гравитационная постоянная, равная приблизительно ( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 ),
- ( m_1 ) и ( m_2 ) — массы тел (в килограммах, кг),
- ( r ) — расстояние между центрами масс тел (в метрах, м).
В нашем случае:
- Масса первого тела ( m_1 = 2 \, \text{т} = 2000 \, \text{кг} ) (так как 1 тонна равна 1000 кг),
- Масса второго тела ( m_2 = 200 \, \text{кг} ),
- Расстояние ( r = 100 \, \text{м} ).
Теперь подставим значения в формулу:
[
F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} = 6.674 \times 10^{-11} \, \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{кг}^2} \cdot \frac{2000 \, \text{кг} \cdot 200 \, \text{кг}}{(100 \, \text{м})^2}
]
Сначала вычислим произведение масс:
[
m_1 m_2 = 2000 \times 200 = 400000 \, \text{кг}^2
]
Теперь вычислим квадрат расстояния:
[
r^2 = (100 \, \text{м})^2 = 10000 \, \text{м}^2
]
Теперь подставим эти значения обратно в формулу:
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \cdot \frac{400000}{10000}
]
Упростим дробь:
[
\frac{400000}{10000} = 40
]
Теперь подставим результат обратно:
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \cdot 40
]
Теперь умножим:
[
F = 2.6696 \times 10^{-9} \, \text{Н}
]
Таким образом, сила всемирного тяготения между телами массой 2 тонны и 200 кг, находящимися на расстоянии 100 м друг от друга, составляет примерно ( 2.67 \times 10^{-9} \, \text{Н} ).