Номер 22, страница 95, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 10. Силы тяготения - номер 22, страница 95.

Условие.

22. Изменяются ли (и если изменяются, то как: увеличиваются или уменьшаются) масса тела, действующая на тело сила тяжести и ускорение свободного падения при удалении от Земли?

Решение.

Решение

Масса тела

Масса является мерой инертности тела, то есть его свойством сопротивляться изменению скорости. В рамках классической (нерелятивистской) физики масса тела является его фундаментальной характеристикой и считается постоянной величиной, не зависящей от местоположения тела, скорости его движения или взаимодействия с другими телами. Поэтому при удалении от Земли масса тела не изменяется.

Ответ: Масса тела не изменяется.

Действующая на тело сила тяжести

Сила тяжести — это гравитационная сила, с которой Земля притягивает тело. Согласно закону всемирного тяготения, эта сила $\text{F}$ вычисляется по формуле:
$F = G \frac{M \cdot m}{r^2}$
где $\text{G}$ — гравитационная постоянная, $\text{M}$ — масса Земли, $\text{m}$ — масса тела, а $\text{r}$ — расстояние между центром Земли и телом. При удалении тела от Земли расстояние $\text{r}$ увеличивается. Поскольку сила $\text{F}$ обратно пропорциональна квадрату расстояния ($F \propto \frac{1}{r^2}$), то с увеличением $\text{r}$ сила тяжести будет уменьшаться.

Ответ: Сила тяжести, действующая на тело, уменьшается.

Ускорение свободного падения

Ускорение свободного падения $\text{g}$ — это ускорение, которое приобретает тело под действием силы тяжести. Согласно второму закону Ньютона, $F = mg$. Приравнивая это выражение к формуле закона всемирного тяготения, получаем:
$mg = G \frac{M \cdot m}{r^2}$
Сократив массу тела $\text{m}$ в обеих частях уравнения, получим выражение для ускорения свободного падения:
$g = G \frac{M}{r^2}$
Из этой формулы видно, что ускорение свободного падения, так же как и сила тяжести, обратно пропорционально квадрату расстояния $\text{r}$ от центра Земли. Следовательно, при удалении от Земли ускорение свободного падения уменьшается.

Ответ: Ускорение свободного падения уменьшается.