Question

1. ЧТОБЫ СИЛА ГРАВИТАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УМЕНЬШИЛАСЬ В ЧЕТЫРЕ РАЗА, КАК НУЖНО ИЗМЕНИТЬ РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ТЕЛАМИ? Выберите один ответ: a. Расстояние должно увеличиться в два раза b. Расстояние должно увеличиться в четыре раза c. Расстояние должно уменьшиться в два раза d. Расстояние должно уменьшиться в четыре раза 2. ПОЧЕМУ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ НЕ ПАДАЕТ Выберите один ответ: a. Спутник легче воздуха, поэтому плавает на атмосфере Земли как корабль на воде b. Он движется с ускорением свободного падения, направленного к центру Земли c. У спутника есть двигатели, которые не позволяют ему упасть d. На такой высоте на спутник не действует сила тяжести 3. КАМЕНЬ, БРОШЕННЫЙ ВВЕРХ, ДВИЖЕТСЯ С УСКОРЕНИЕМ Выберите один ответ: a. только при полете вверх b. на протяжении всего полёта c. только при полете вниз d. только в начале полёта

Answer 1

1). Ответ а.

    Сила гравитационного взаимодействия:

                     $\displaystyle F=G\cdot\frac{m_{1}m_{2}}{R^{2}}$

    По условию:  F₁ = 4F₂

    Массы взаимодействующих тел остаются прежними.

    Тогда:

                    $\displaystyle G\cdot\frac{m_{1}m_{2}}{R_{1}^{2}}=4G\cdot\frac{m_{1}m_{2}}{R_{2}^{2}}\\\\\frac{1}{R_{1}^{2}}=\frac{4}{R_{2}^{2}}\\\\R_{2}^{2}=4R_{1}^{2}\\\\R_{2}=2R_{1}$  

То есть новое расстояние между телами R₂ должно быть в 2 раза больше начального расстояния R₁.

2). Если честно, то правильного ответа среди этих четырех нет. Спутник не падает на поверхность Земли по причине того, что его скорость больше или равна первой космической скорости (для Земли v₁ = 7.9 км/с).

А вот не улетает он от Земли по причине того, что на него действует сила тяжести Земли, сообщающая ему ускорение свободного падения, направленное к центру Земли. И данной скорости (первая космическая) недостаточно для того, чтобы эту силу преодолеть.

Это позволяет сделать вторая космическая скорость (для Земли v₂ = 11,2 км/с).

3). Ответ b.

Действительно, сила, под действием которой камень начинает движение вверх, действует на него только в момент броска. Дальше камень движется по инерции.

Однако, после того, как камень выпущен из руки, он продолжает движение, находясь в поле тяготения Земли, которое сообщает камню ускорение свободного падения. Именно благодаря этому ускорению скорость движения камня вверх постепенно падает до нуля (равнозамедленное движение), и начинается ускоренное движения камня вниз с увеличением его скорости до самого момента падения.

Answer 2

1. Чтобы сила гравитационного взаимодействия уменьшилась в четыре раза, как нужно изменить расстояние между телами?

Ответ: c. Расстояние должно уменьшиться в два раза.

По закону всемирного тяготения, сила гравитационного взаимодействия между двумя телами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. То есть, если расстояние между телами уменьшится в два раза, то сила гравитационного взаимодействия увеличится в четыре раза. Это можно вывести из формулы:

F = G * (m1 * m2) / r^2, где F - сила гравитационного взаимодействия, G - гравитационная постоянная, m1 и m2 - массы тел, r - расстояние между телами.

Изменение расстояния между телами в два раза приведет к изменению в четыре раза силы гравитационного взаимодействия.

2. Почему искусственный спутник Земли не падает?

Ответ: d. На такой высоте на спутник не действует сила тяжести.

Искусственные спутники Земли находятся на орбите вокруг Земли, на высоте, где сила тяжести и центробежная сила, вызванная движением по орбите, равны друг другу. Это называется гравитационным равновесием. На такой высоте спутник не падает и не движется в сторону Земли, так как силы сбалансированы.

Спутники движутся с ускорением свободного падения, направленным к центру Земли, но их горизонтальная скорость также достаточна для того, чтобы они "падали вокруг Земли". Это называется орбитальным движением.

Таким образом, спутники не падают на Землю благодаря гравитационному равновесию и орбитальному движению.

3. Камень, брошенный вверх, движется с ускорением

Ответ: a. только при полете вверх.

Когда камень бросают вверх, он движется против силы тяжести. В начале полета камень замедляется и движется с ускорением, направленным вниз, противоположным направлению его движения. Это происходит из-за действия силы тяжести, которая тормозит движение камня.

Однако, по мере того как камень поднимается выше, его скорость уменьшается и в конечном итоге становится равной нулю в точке максимальной высоты. Затем камень начинает падать вниз под действием силы тяжести, и его движение снова сопровождается ускорением, направленным вниз.

Таким образом, ускорение камня наблюдается только при полете вверх