👤

7. La ce altitudine se reduce la jumătate greutatea unui corp?


Răspuns :

Răspuns: Altitudinea la care G se înjumătățește  ≈ 2611,7 km

Explicație:

Greutatea = masa x accelerația gravitationala

G = mg

Masa corpului este constanta; Greutatea se înjumătățește daca g se micșorează de doua ori

Folosim expresia fortei gravitationale si consideram raza medie a Pamantului R ≈ 6370 km

Fg = K m₁m₂ /R²

     Fg = forta gravitationala dintre doua corpuri de mase m₁ si m₂

pentru Pamant, m₁ este masa Terrei si m₂ = masa oricarui corp atras .

      K = constanta gravitationala  6,67 x 10⁻¹¹ N m² /kg²

      R = distanta dintre centrele celor doua corpuri  

Din principiul 2 al mecanicii  F = ma

a = F : m  

accelerația gravitaționala g = Fg / m₁

acum putem scrie expresia pentru accelerația gravitaționala pentru un corp aflat la nivelul solului si pentru un corp aflat la o altitudine oarecare, unde g se înjumătățește.

g₀ = F : m₁ = ( K m₁m₂ )/(R² m₁) = Km₂ /R²

g₁ = are aceeași expresie, dar se modifica distanta

g₁ = K m₂ /R₁²      [ R₁ = Raza Pământului + altitudinea X ]

g₀ / g₁ = 2 = ( Km₂ /R² ) : ( K m₂ /R₁² ) = R₁²/R²

( R₁ /R)² = 2

R₁/R = √2 = 1,41

R₁ = R + X           X = altitudinea

(R + X ) / R = 1,41

R + X = 1,41 R

X = 0,41 R = 0,41 x 6370 km = 2611,7 km