Question

Во сколько раз увеличится ускорение свободного падения на поверхности Меркурия, если при таком же диаметре увеличится масса в 2,6 раз(-а)? Ускорение свободного падения на Меркурии принять равным 3,7 м/с2.

Answer 1

Чтобы ответить на вопрос, нам нужно использовать закон всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что ускорение свободного падения зависит от массы тела и расстояния до центра тяжести. Формула для ускорения свободного падения выглядит следующим образом:

a = G * (M / r^2),

где:
a - ускорение свободного падения,
G - гравитационная постоянная (приблизительно равна 6,67430 * 10^(-11) м^3 / (кг * с^2)),
M - масса планеты (Меркурия в данном случае),
r - радиус планеты.

Первоначальное ускорение свободного падения на Меркурии равно 3.7 м/с^2. Нам нужно узнать, во сколько раз оно увеличится, если масса увеличится в 2,6 раза.

Пусть M1 - первоначальная масса Меркурия и M2 - новая масса Меркурия.

М1 = M,
M2 = 2.6 * M.

Так как у нас одинаковый диаметр, радиус планеты останется неизменным.

Теперь мы можем записать формулы для ускорения свободного падения до и после изменения массы:

a1 = G * (M1 / r^2),
a2 = G * (M2 / r^2).

Чтобы узнать во сколько раз увеличится ускорение, нужно поделить новое ускорение на старое:

a2 / a1 = (G * (M2 / r^2)) / (G * (M1 / r^2)).

G, r и r^2 сократятся, поэтому они не будут влиять на окончательный результат.

Теперь мы можем записать:

a2 / a1 = M2 / M1 = (2.6 * M) / M.

M сократится и мы получим итоговую формулу:

a2 / a1 = 2.6.

Итак, ускорение свободного падения на поверхности Меркурия увеличится в 2,6 раза, если масса увеличивается в 2,6 раза при неизменном диаметре.

Надеюсь, это объяснение будет понятным и полезным для школьника. Если у него возникнут еще вопросы, пожалуйста, дайте мне знать.