Номер 5, страница 91, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Основы динамики. Параграф 20. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вопросы и задания - номер 5, страница 91.

Условие.

5. Опишите движение Луны в случае, если бы внезапно исчезло гравитационное взаимодействие между Луной и Землёй.

Решение.

5. Опишите движение Луны в случае, если бы внезапно исчезло гравитационное взаимодействие между Луной и Землёй.

В нормальных условиях Луна обращается вокруг Земли по эллиптической орбите, близкой к круговой. Это движение возможно благодаря силе гравитационного притяжения, которую создаёт Земля. Эта сила выступает в роли центростремительной силы: она постоянно направлена к центру Земли и перпендикулярна вектору скорости Луны, из-за чего она не изменяет величину скорости, но постоянно меняет её направление. Именно это постоянное "искривление" траектории и заставляет Луну двигаться по орбите, а не улетать в космос по прямой.

Если представить, что гравитационное взаимодействие между Землёй и Луной внезапно исчезло, то на Луну перестанет действовать центростремительная сила. В этот момент следует обратиться к первому закону Ньютона (закону инерции). Этот закон гласит, что если на тело не действуют никакие силы или действие всех сил скомпенсировано, то тело будет сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

В момент исчезновения гравитации Луна будет обладать определённой скоростью, которую называют орбитальной скоростью. Вектор этой скорости $\vec{v}$ будет направлен по касательной к траектории её орбиты в той точке, где Луна находилась в этот момент. Поскольку удерживающая сила исчезла, Луна продолжит движение по инерции. Это означает, что она будет двигаться прямолинейно и равномерно с той же скоростью и в том же направлении, которые у неё были в момент прекращения гравитационного взаимодействия.

Таким образом, Луна сорвётся со своей орбиты и улетит в космическое пространство по прямой линии, касательной к её прежней орбите. Конечно, в реальности на неё продолжит действовать гравитация Солнца, и она станет самостоятельным небесным телом, обращающимся вокруг Солнца, но её движение относительно Земли будет представлять собой удаление по прямой.

Ответ: В случае внезапного исчезновения гравитационного взаимодействия между Луной и Землёй, Луна, согласно первому закону Ньютона, продолжит двигаться по инерции — прямолинейно и равномерно. Её траектория будет представлять собой прямую линию, касательную к её прежней орбите в той точке, где находилась Луна в момент исчезновения силы.