Радиус планеты Марс примерно в 2 раза меньше от радиуса земли, а масса Марса составляет примерно 0,1 массы Земли. Сравнить вес тела космонавта m=80 кг на Земле и Марсе. Масса Земли равна 3,98*10^24 кг, радиус Земли 6370 км

Далее с индексом 1 будем обозначать значения для Земли, а с индексом 2 - для Марса.

В силу действия закона всемирного тяготения мы наблюдаем в том числе то, что называем весом.  Тело космонавта и планета притягивают друг друга с силой

$F_1=G*\frac{mM_1}{R_1^2}$          $F_2=G*\frac{mM_2}{R_2^2}$       

где G, m, R, M - соответственно гравитационная постоянная, масса космонавта, радиус планеты, масса планеты. 

По сути эта сила и есть вес, ибо вес это сила, с которой тело действует на опору (поверхность планеты).  F=P 

 $P_2=G*\frac{mM_2}{R_2^2}$              (1)

   $P_1=G*\frac{mM_1}{R_1^2}$               (2)

По условию     $M_2=0,1M_1$              $R_2=\frac{R_1}{2}$               (3)

Определим во сколько раз вес на Земле больше веса на Марсе:

$n=\frac{P_1}{P_2}=\frac{G*\frac{mM_1}{R_1^2}}{G*\frac{mM_1}{R_1^2}}=\frac{M_1R_2^2}{M_2R_1^2}$               (4)

С учетом (3) получаем:

$n=\frac{M_1(\frac{R_1}{2})^2}{0,1*M_1R_1^2}=2,5$            (5)

Таким образом, если вес на Земле  

$P_1=mg=80*10=800\;H$, 

  то на Марсе он будет в 2,5 раза меньше:

$P_2=\frac{800}{2,5}=320$ H

Обратите внимание, благодаря рациональному подходу мы не стали использовать значения радиуса и массы Земли для промежуточных вычислений. Нам важно было лишь соотношение радиусов и масс Земли и Марса. 






Комментарии