Режим тренировки Edu

Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.

Сила гравитационного взаимодействия зависит от расстояния между взаимодействующими телами. Поэтому гравитационные поля, в общем случае, являются неоднородными. Даже небольшие неоднородности этого поля могут приводить ко многим интересным и неожиданным эффектам, некоторые из которых рассматриваются в данной задаче.

Ускорение свободного падения на поверхности Земли обозначим мс.

Землю будем считать однородным шаром радиуса м. Вращением Земли вокруг собственной оси следует пренебрегать. Все ответы выражайте через эти заданные параметры, гравитационная постоянная и масса Земли в эти ответы входить не должны. Во всех пунктах задачи деформации тел следует считать пренебрежимо малыми.

Используйте приближенную формулу, справедливую при и любых степенях :

1.1 Получите формулу для ускорения свободного падения на расстоянии от центра Земли (). Выразите его через ускорение свободного падения на поверхности Земли .

При малом радиальном отклонении от расстояния на малую величину можно считать, что ускорение свободного падения зависит линейно от малого смещения. Т.е. ускорение свободного падения на расстоянии от центра Земли можно приближенно представить в виде

1.2 Определите значение множителя в формуле (2).

1.3 Рассчитайте, на какой высоте над поверхностью Земли ускорение свободного падения уменьшается на по сравнению с ускорением на поверхности Земли.

2.1 Получите формулу для силы натяжения стержня в процессе его падения, возникающую вследствие неоднородности гравитационного поля Земли. В этом пункте гравитационным взаимодействием шаров следует пренебрегать.

2.2 Укажите, будет стержень растянут или сжат. Рассчитайте численное значение силы натяжения стержня , если центр стержня находится на высоте км над поверхностью Земли.

2.3 Найдите отношение найденной силы к силе гравитационного взаимодействия между шариками . В расчетах можно принять, что плотность материала шариков равна средней плотности Земли. Оцените численное значение этого отношения .

3.1 Найдите силу упругости стержня, соединяющего отсеки станции. Укажите, сжат или растянут этот стержень.