Номер 5, страница 97 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Гравитационные явления. Параграф 22. Свободное падение. Вопросы - номер 5, страница 97.

Условие.

5. Где ускорение свободного падения больше — на полюсе или эк- ваторе? Почему?

Решение.

5. Где ускорение свободного падения больше — на полюсе или экваторе? Почему?

Ускорение свободного падения ($\text{g}$) больше на полюсе, чем на экваторе. Это обусловлено двумя основными причинами:

1. Форма Земли. Наша планета не является идеальной сферой, она имеет форму геоида, сплюснутого у полюсов. Это означает, что расстояние от центра Земли до поверхности на полюсах меньше, чем на экваторе (полярный радиус ~$R_p$ ≈ 6357 км, а экваториальный ~$R_e$ ≈ 6378 км). Согласно закону всемирного тяготения, ускорение свободного падения определяется формулой $g = G\frac{M}{R^2}$, где $\text{G}$ — гравитационная постоянная, $\text{M}$ — масса Земли, а $\text{R}$ — её радиус. Так как $\text{g}$ обратно пропорционально квадрату радиуса, то там, где радиус меньше (на полюсах), ускорение свободного падения больше.

2. Вращение Земли. Земля вращается вокруг своей оси, что приводит к возникновению центробежной силы, направленной от оси вращения. Эта сила действует против силы гравитационного притяжения и уменьшает вес тел (а следовательно, и измеряемое ускорение свободного падения). Эффект от центробежной силы максимален на экваторе, где линейная скорость точек поверхности наибольшая, и равен нулю на полюсах, поскольку они лежат на оси вращения. Таким образом, на экваторе гравитация в наибольшей степени ослабляется вращением Земли.

Оба фактора — меньший радиус и отсутствие влияния центробежной силы — приводят к тому, что ускорение свободного падения на полюсах (≈9,832 м/с²) заметно больше, чем на экваторе (≈9,780 м/с²).

Ответ: Ускорение свободного падения больше на полюсе. Это связано с тем, что из-за сплюснутости Земли расстояние от центра планеты до полюса меньше, чем до экватора, а также из-за того, что на полюсах отсутствует уменьшающее гравитацию действие центробежной силы, вызванной суточным вращением Земли.