Вычислим ускорение свободного падения на поверхности Луны
gл = G * Mл / Rл², т. к. Mл не дано выразим ее через параметры Земли
g₀ = 9,8 м/с²
g₀ = G * Mз / Rз² => Mз = g₀ * Rз² / G
gл = G * Mз / (81 * Rл²) = G * g₀ * Rз² / (G * 81 * Rл²) = g₀ * (Rз / (9 * Rл)²
gл = 9,8 м/с² * (6,4*10⁶ м / (9 * 1,74*10⁶ м)² ≈ 1,64 м/с²
При выстреле кинетическая энергия пули переходит в потенциальную энергию взаимодействия пули и Луны на max высоте H. Кинетическая энергия пули на этой высоте становится равной нулю. Считаем потенциальную энергию на поверхности Луны равной 0.
ΔЕк = - (ΔЕп)
0 - m*v₀²/2 = - (Eп - 0)
Eп = - G * m * Mл / (Rл + H) = - G * m * Mл * Rл² / ((Rл + H) * Rл²)
Еп = - gл * m * Rл² / (Rл + H) - на выcоте H
m * v₀² / 2 = gл * m * Rл² / (Rл + H)
v₀² / 2 = gл * Rл² / (Rл + H)
Rл + H = 2 * gл * Rл² / v₀²
H = 2 * gл * Rл² / v₀² - Rл
H = 2 * 1,64 м/с² * (1,74*10⁶ м)² / (400 м/с)² - 1,74*10⁶ м ≈ 6,03*10⁷ м = 6,0*10⁴ км = 60000 км
№1.
По формуле второго закона Ньютона , где m - масса тела (кг), а - ускорение тела (м/с²). Вычислим силу тяги вагонетки:
Сила с которой будет двигатся вагонеткак будет равна разности сил движения вагонетки и силы сопротивления т.е.
№2.
По формуле второго закона Ньютона , где m - масса тела (кг), а - ускорение тела (м/с²). Ускорение распишим по формуле центростримительного ускорения:
. Подставим в формулу закона Ньютона:
. Отсюда выражаем искомую величину скорости:
. Подставляем числовые значения и вычисляем:
№3.
Сила действующая на первое тело, сумируется из из внешних состовляющих сил относительно силы тяжести самоо тела:
Вычислим:
№4.
По формуле второго закона Ньютона , где m - масса тела (кг), а - ускорение тела (м/с²). Ускорение распишим по формуле центростримительного ускорения:
. Подставим в формулу закона Ньютона:
. Подставляем числовые значения и вычисляем:
t=16c
m=10кг
h=8м
Найти А, W
Человек соверал работу против силы тяжести F=mg
Работа A=Fh=mgh=10кг*10м/с²*8м=800кг*м²/с²=800Дж
Мощесть W=A/t=800Дж/16с=50Вт