Номер 13.1, страница 42 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 13. Сила тяжести. Закон всемирного тяготения. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 13.1, страница 42.

13.1 [285] В орбитальной космической станции космонавт находится в состоянии невесомости. Действует ли при этом сила тяжести:

а) на корабль;

б) на космонавта?

а) на корабль
Да, на орбитальную космическую станцию (корабль) действует сила тяжести со стороны Земли. Эта сила является причиной, по которой станция не улетает в открытый космос по прямой, а движется по орбите вокруг Земли. Сила гравитационного притяжения Земли сообщает станции необходимое центростремительное ускорение, заставляя её постоянно «падать» на Землю, но из-за большой горизонтальной скорости она всё время «промахивается» мимо поверхности. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, сила тяжести определяется формулой $F = G \frac{M \cdot m}{r^2}$, где $M$ — масса Земли, $m$ — масса корабля, а $r$ — расстояние между их центрами. Так как все эти величины не равны нулю, сила тяжести обязательно действует.

Ответ: Да, действует.

б) на космонавта
Да, на космонавта, находящегося внутри станции, также действует сила тяжести. Космонавт, как и сама станция, находится в гравитационном поле Земли. Состояние невесомости возникает не из-за отсутствия гравитации, а потому, что и космонавт, и станция, и все предметы внутри неё находятся в состоянии непрерывного свободного падения, двигаясь с одинаковым ускорением. Так как космонавт и его опора (пол станции) падают вместе, космонавт не оказывает давления на опору, и, соответственно, со стороны опоры на него не действует сила реакции. Именно отсутствие этой силы реакции опоры, которую мы на Земле воспринимаем как вес, и создает ощущение невесомости. Сила тяжести на типичной орбите (например, 400 км над поверхностью) всего на 10-12% слабее, чем на уровне моря, и является существенной.

Ответ: Да, действует.