Уменьшится в 36 раз
Объяснение:
Дано:
h = 5·R₃
F / F₀ -?
1)
Если тело расположено на поверхности Земли или близко от нее, то ускорение свободного падения:
g₀ = G·M₃ / R₃²
2)
Если тело находится на высоте h над поверхностью Земли, то:
g = G·M₃ / (R₃+h)²
По условию задачи h = 5·R₃, тогда:
g = G·M₃ / (R₃+h)² = g = G·M₃ / (R₃+5R₃)²= G·M₃ / (6·R₃)²=
= (1/36)·G·M₃ / R₃² = g₀ / 36
3)
Мы видим, что на заданной высоте ускорение свободного падения в 36 раз меньше, чем на поверхности Земли. Тогда:
F / F₀ = m·g / (m·g₀) = g / g₀ = g₀ / (36·g₀) = 1/36
то есть сила тяжести уменьшится в 36 раз.
Горизонтальная составляющая Vx вектора скорости неизменна и равна начальной горизонтальной скорости V0:
Vx = V0.
Скорость в момент падения V слагается из горизонтальной Vx и вертикальной Vy:
V^2 = Vx^2 + Vy^2
откуда
Vy^2 = V^2 - Vx^2 = V^2 - V0^2.
Время падения t0 находим из соотношения:
g = Vy/t0 =>
t0 = Vy/g = sqrt(V^2 - V0^2)
Начальную высоту определяем из
h0 = gt0^2/2
h0 = gVy^2/(2g^2) = (V^2 - V0^2)/(2g) = 1.8 м = 18 дм
Динамический подход.
Возрастание кинетической энергии T - T0 = mV^2/2 - mV0^2/2 есть результат работы силы тяжести:
mgh0 = mV^2/2 - mV0^2/2, откуда
h0 = (V^2 - V0^2)/(2g) = (100 - 64)/20 = 1.8 м = 18 дм