Для решения этой задачи мы будем использовать закон всемирного тяготения, который был сформулирован Исааком Ньютоном. Согласно этому закону, сила притяжения ( F ) между двумя объектами массами ( m_1 ) и ( m_2 ), находящимися на расстоянии ( r ) друг от друга, определяется формулой:
[
F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}
]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная, равная приблизительно ( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 \, \text{кг}^{-1} \, \text{с}^{-2} ).
- ( m_1 ) и ( m_2 ) — массы объектов, в данном случае массы вагонов. Нам даны массы вагонов: ( m_1 = m_2 = 80 \, \text{т} = 80000 \, \text{кг} ).
- ( r ) — расстояние между центрами масс объектов, которое равно 1 км или 1000 м.
Подставим известные значения в формулу:
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \frac{80000 \times 80000}{1000^2}
]
Вычислим числитель:
[
80000 \times 80000 = 6.4 \times 10^9
]
Теперь подставим это значение в формулу и вычислим силу ( F ):
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \times \frac{6.4 \times 10^9}{10^6}
]
[
F = 6.674 \times 10^{-11} \times 6.4 \times 10^3
]
[
F \approx 42.7136 \times 10^{-8}
]
[
F \approx 4.27136 \times 10^{-7} \, \text{Н}
]
Итак, с учетом округления, два вагона массой 80 тонн каждый, находящиеся на расстоянии 1 км друг от друга, притягиваются с силой примерно ( 4.27 \times 10^{-7} ) Н. Эта сила очень мала из-за огромного расстояния и сравнительно небольших масс по сравнению с астрономическими объектами, для которых закон всемирного тяготения более значителен.