Масса тонкого стержня длиной L = 3 м равна M = 5 кг. На продолжении оси стержня на расстоянии C = 20 см от ближайшего его конца находится стальной шарик радиусом r = 1мм. Найти силу гравитационного взаимодействия шарика со стержнем. Плотность стали 7800кг/м^3
Выделим на расстоянии x от шарика элемент стержня длиной dx и массой
Сила взаимодействия этого элемента с шариком согласно закону всемирного тяготения
$dF=\frac{GmM}{Lx^2}dx$
Интегрируя
$F=int_C^{C+L}\frac{GmM}{Lx^2}dx$
получаем
$F=\frac{GmMC}{C+L}$ (1)
$m=\rho V=\frac{2\pi \rho r^3}{3}$ (2)
$\frac{M}{L}dx
$dF=\frac{GmM}{Lx^2}dx$
Интегрируя
получаем
Масса шарика
Подставив (2) в (1) получаем окончательно:
$F=\frac{4\pi \rho GMCr^3}{3(L+C)}$
Подставьте данные в системе СИ и получите результат.
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.