Здравствуйте помогите решить задачу по физике даю 100 баллов
На полюсе некоторой планеты тела весят втрое больше, чем на экваторе. Определите ускорение свободного падения на полюсе, если сутки на этой планете длятся T = 3 часа, а её размеры аналогичны размерам Земли.
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Дано:
Pп = 3*Рэ
Т = 3 ч = 10800 с
R = Rз = 6370 км = 6,37*10⁶ м
g - ?
Решение:
Рассмотрим динамику какого-нибудь тела массой m на экваторе и полюсе планеты.
На экваторе тело вращается с поверхностью, на которую давит, под действием центростремительной силы R = m*a_цс. Эта сила складывается геометрически из действующих на тело силы тяжести mg и силы реакции опоры N, которая по модулю равна весу тела Рэ:
mg - N = m*a_цс
N = Pэ =>
=> mg - Pэ = m*a_цс =>
=> Pэ = mg - m*a_цс
Pэ = m*(g - a_цс)
На полюсе вес тела равен силе тяжести:
mg - N = 0
mg = N, т.к. N = Pп, то
mg = Pп
Учитывая, что Рп = 3*Рэ, получаем:
mg = 3*m*(g - a_цс) | : m
g = 3*(g - a_цс)
g = 3g - 3a_цс
3g - g = 3a_цс
2g = 3a_цс
g = 3a_цс/2
Центростремительное ускорение выразим через угловое ускорение и радиус:
a_цс = ω²*R
ω = 2π/Τ =>
=> a_цс = (2π/Τ)²*R = (4*π²/T²)*R, тогда:
g = 3*(4*π²/T²)*R/2 = 12*π²*R/(2*T²) = 6*π²*R/T² = 6*3,14²*6,37*10⁶/10800² = 3,2307... = 3,23 м/с²
Ответ: 3,23 м/с².