Для решения этой задачи можно использовать закон всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила тяготения ( F ) между двумя телами пропорциональна произведению их масс ( m_1 ) и ( m_2 ), и обратно пропорциональна квадрату расстояния ( r ) между ними:
[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} ]
где ( G ) — гравитационная постоянная, значение которой примерно равно ( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 \text{кг}^{-1} \text{с}^{-2} ).
Из этой формулы можно выразить расстояние ( r ):
[ r = \sqrt{\frac{G m_1 m_2}{F}} ]
Подставим данные из задачи:
- ( m_1 = 2 \times 10^{30} \, \text{кг} ) (масса Солнца),
- ( m_2 = 1 \times 10^{26} \, \text{кг} ) (масса Нептуна),
- ( F = 6.6 \times 10^{17} \, \text{Н} ) (сила притяжения между Солнцем и Нептуном).
[ r = \sqrt{\frac{6.674 \times 10^{-11} \times 2 \times 10^{30} \times 1 \times 10^{26}}{6.6 \times 10^{17}}} ]
[ r = \sqrt{\frac{1.3348 \times 10^{45}}{6.6 \times 10^{17}}} ]
[ r = \sqrt{2.02242 \times 10^{27}} ]
[ r \approx 4.49 \times 10^{13} \, \text{метров} ]
Это расстояние можно также выразить в астрономических единицах (АЕ), где 1 АЕ равно примерно ( 1.496 \times 10^{11} \, \text{метров} ):
[ r \approx \frac{4.49 \times 10^{13}}{1.496 \times 10^{11}} \approx 30 \, \text{АЕ} ]
Таким образом, расстояние между Солнцем и Нептуном составляет примерно 30 астрономических единиц.