Вопрос школьника
Определить силу F взаимного притяжения двух соприкасающихся железных шаров диаметром d = 20 см каждый.
Ответ от учителя
Для определения силы взаимного притяжения двух соприкасающихся железных шаров необходимо использовать закон всемирного тяготения Ньютона.
Согласно этому закону, сила притяжения между двумя телами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Формула для расчета силы притяжения между двумя телами выглядит следующим образом:
F = G * (m1 * m2) / r^2
где F — сила притяжения, G — гравитационная постоянная, m1 и m2 — массы тел, r — расстояние между телами.
Для решения задачи необходимо знать массы двух железных шаров и расстояние между ними. Поскольку шары соприкасаются, то расстояние между ними равно сумме их радиусов:
r = d1 + d2 = 20 см + 20 см = 40 см = 0,4 м
Массу железных шаров можно найти, зная их плотность и объем. Плотность железа составляет примерно 7,8 г/см^3. Объем шара можно найти по формуле:
V = (4/3) * π * r^3
V = (4/3) * 3,14 * (0,1 м)^3 = 0,00419 м^3
Масса одного шара будет равна:
m = ρ * V = 7,8 г/см^3 * 0,00419 м^3 = 32,7 кг
Таким образом, масса двух железных шаров будет равна:
m1 = m2 = 32,7 кг
Подставляя известные значения в формулу, получим:
F = G * (m1 * m2) / r^2 = 6,67 * 10^-11 Н * м^2 / кг^2 * (32,7 кг)^2 / (0,4 м)^2 = 1,98 Н
Ответ: сила взаимного притяжения двух соприкасающихся железных шаров диаметром d = 20 см каждый равна 1,98 Н.
