зависимость ускорения свободного падения g от высоты h над поверхностью Земли. На какой высоте h ускорение свободного падения gh составит 0,25 ускорения свободного падения g у поверхности Земли.
Дано:
МЗ = 5,976·1024 кг
RЗ = 6,378164·106 м
gh = 0,25 g
g = f(h) - ? h - ?
Используя закон всемирного тяготения, находим силу притяжения Земли и тела массы m
С другой стороны
У поверхности Земли
На высоте h от поверхности Земли
Тогда
- зависимость ускорения свободного падения от высоты h.
Для нахождения высоты, на которой gh = 0,25 g , решаем последнее уравнение относительно h
Дано:
v0 = 5 м/с
m = 300 г = 0,3 кг
g = 10 м/с²
Ek, h(max), h(max) при m' < m - ?
а) Начальная кинетическая энергия является максимальной:
Еk(max) = mv0²/2 = 0,3*5²/2 = 0,3*5*5/2 = 1,5*2,5 = 1,5*(2 + 0,5) = 3 + 0,75 = 3,75 Дж
b) Из закона сохранения механической энергии следует, что максимальная кинетическая энергия равна максимальной потенциальной энергии:
Еk(max) = Ep(max)
mv0²/2 = mgh(max) | : m
v0²/2 = gh(max)
h(max) = v0²/2g = 5²/(2*10) = (5*5)/(2*10) = 5/(2*2) = 5/4 = 1/4 + 4/4 = 0,25 + 1 = 1,25 м
с) Как было видно выше, высота не зависит от массы тела:
h(max) = v0²/2g - следовательно, высота не изменится.
