Космическая станция движется вокруг Земли по орбите радиусом 8*106 м. Чему приблизительно равна сила тяжести, действующая на космонавта массой 80 кг, в этой станции? Гравитационная постоянная 6,67*10-11 Н*м2/кг2.Масса Земли 6*1024 кг. Ускорение свободного падения на поверхности Земли равно 10 м/с2.
1. Определение силы тяжести: F = m * g
где F - сила тяжести, m - масса тела, g - ускорение свободного падения.
2. Определение ускорения свободного падения на поверхности Земли: g = G * M / R^2
где g - ускорение свободного падения, G - гравитационная постоянная, M - масса Земли, R - радиус Земли.
3. Определение центростремительного ускорения: a = v^2 / R
где a - центростремительное ускорение, v - скорость движения, R - радиус орбиты.
Теперь, приступим к решению задачи.
1. Определим ускорение свободного падения на поверхности Земли:
g = G * M / R^2
= (6.67 * 10^-11 Н * м^2/кг^2) * (6 * 10^24 кг) / (6.38 * 10^6 м)^2
≈ 10 м/с^2
2. Определим центростремительное ускорение на орбите станции:
a = v^2 / R
Данная формула позволяет нам определить, какое ускорение требуется движущемуся объекту, чтобы двигаться по окружности радиусом R с заданной скоростью v.
В этом случае центростремительное ускорение является заменой ускорению свободного падения и равняется g, так как в этой точке гравитационная сила уравновешивается силой тяжести.
3. Таким образом, центростремительное ускорение на орбите станции равно ускорению свободного падения на поверхности Земли и составляет примерно 10 м/с^2.
4. Теперь, используем первую формулу, чтобы определить силу тяжести, действующую на космонавта:
F = m * g
= (80 кг) * (10 м/с^2)
= 800 Н (Ньютон)
Ответ: Сила тяжести, действующая на космонавта в космической станции, приближенно равна 800 Н (Ньютон).