Номер 1, страница 88 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Гравитационные явления. Параграф 19. Закон всемирного тяготения. Обсудить в классе - номер 1, страница 88.

Условие.

1. Влияет ли на происходящие дорожно-транспортные происшествия сила притяжения, действующая согласно закону всемирного тяготения между автомобилями? Ответ обоснуйте.

Решение.

Теоретически, согласно закону всемирного тяготения, любые два тела, обладающие массой, притягиваются друг к другу. Это означает, что между двумя автомобилями действительно существует сила гравитационного притяжения. Однако, чтобы определить, влияет ли эта сила на дорожно-транспортные происшествия (ДТП), необходимо оценить ее величину и сравнить с другими силами, действующими на автомобиль.

Проведем расчет этой силы для двух типичных легковых автомобилей, чтобы обосновать ответ.

Дано:

Масса первого автомобиля, $m_1 = 1500$ кг
Масса второго автомобиля, $m_2 = 1500$ кг
Расстояние между центрами масс автомобилей, $r = 5$ м
Гравитационная постоянная, $G \approx 6.67 \times 10^{-11} \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{кг}^2}$

Найти:

Силу гравитационного притяжения между автомобилями, $\text{F}$.

Решение:

Закон всемирного тяготения описывается формулой:
$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$
Подставим в формулу заданные значения:
$F = 6.67 \times 10^{-11} \frac{1500 \cdot 1500}{5^2} = 6.67 \times 10^{-11} \frac{2250000}{25}$
$F = 6.67 \times 10^{-11} \cdot 90000 = 6.003 \times 10^{-6}$ Н

Полученная сила притяжения составляет примерно 6 микроньютонов ($6 \times 10^{-6}$ Н). Чтобы понять, насколько эта величина мала, сравним ее с другими силами, действующими на автомобиль:

1. Сила тяжести (притяжение автомобиля к Земле):
$F_{тяж} = m \cdot g \approx 1500 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 14700$ Н.

2. Сила трения покоя, удерживающая автомобиль от бокового скольжения. Максимальная сила трения покоя на сухом асфальте может достигать:
$F_{тр} = \mu \cdot N = \mu \cdot m \cdot g \approx 0.8 \cdot 14700 \, \text{Н} \approx 11760$ Н.

3. Сила сопротивления воздуха при движении или сила, создаваемая даже слабым боковым ветром, может легко достигать десятков и сотен ньютонов, что в миллионы и миллиарды раз больше, чем сила гравитационного притяжения между автомобилями.

Таким образом, сила гравитационного притяжения между двумя автомобилями ($ \approx 6 \times 10^{-6}$ Н) на много порядков (в триллионы раз) меньше, чем сила тяжести, сила трения или даже незначительные аэродинамические силы. Эта сила абсолютно ничтожна и не способна оказать какого-либо заметного влияния на траекторию движения автомобиля, управляемость или стать причиной ДТП. В любых практических расчетах, связанных с динамикой автомобиля, этой силой всегда пренебрегают.

Ответ:
Нет, сила притяжения, действующая между автомобилями согласно закону всемирного тяготения, не влияет на происходящие дорожно-транспортные происшествия. Ее величина настолько мала по сравнению с другими силами (силой трения, сопротивлением воздуха, силой тяжести Земли), что ее влиянием на движение автомобиля можно полностью пренебречь.