Для решения задачи, необходимо учитывать закон всемирного тяготения, который устанавливает силу притяжения между двумя телами. Сила тяжести ( F ) на поверхности планеты или спутника определяется формулой:
[ F = \frac{G \cdot M \cdot m}{R^2} ]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная,
- ( M ) — масса планеты или спутника,
- ( m ) — масса тела (в данном случае космонавта),
- ( R ) — радиус планеты или спутника.
Для Земли, силу притяжения можно записать как:
[ F{\text{Земля}} = \frac{G \cdot M{\text{Земля}} \cdot m}{R_{\text{Земля}}^2} ]
Для Луны, силу притяжения можно записать аналогично:
[ F{\text{Луна}} = \frac{G \cdot M{\text{Луна}} \cdot m}{R_{\text{Луна}}^2} ]
Из условия задачи мы знаем, что:
- ( F_{\text{Земля}} = 800 \, \text{Н} ),
- ( M{\text{Луна}} = \frac{M{\text{Земля}}}{100} ),
- ( R{\text{Луна}} = \frac{R{\text{Земля}}}{4} ).
Подставим эти значения в формулу для силы тяжести на Луне:
[ F{\text{Луна}} = \frac{G \cdot \left( \frac{M{\text{Земля}}}{100} \right) \cdot m}{\left( \frac{R_{\text{Земля}}}{4} \right)^2} ]
Упростим выражение:
[ F{\text{Луна}} = \frac{G \cdot \frac{M{\text{Земля}}}{100} \cdot m}{\frac{R{\text{Земля}}^2}{16}} = \frac{G \cdot M{\text{Земля}} \cdot m}{100 \cdot \frac{R{\text{Земля}}^2}{16}} = \frac{G \cdot M{\text{Земля}} \cdot m \cdot 16}{100 \cdot R_{\text{Земля}}^2} ]
Это выражение можно переписать как:
[ F{\text{Луна}} = \frac{16}{100} \cdot \frac{G \cdot M{\text{Земля}} \cdot m}{R_{\text{Земля}}^2} ]
Поскольку (\frac{G \cdot M{\text{Земля}} \cdot m}{R{\text{Земля}}^2} = F_{\text{Земля}} ):
[ F{\text{Луна}} = \frac{16}{100} \cdot F{\text{Земля}} ]
Подставим ( F_{\text{Земля}} = 800 \, \text{Н} ):
[ F_{\text{Луна}} = \frac{16}{100} \cdot 800 = 0.16 \cdot 800 = 128 \, \text{Н} ]
Таким образом, космонавт будет притягиваться к Луне с силой 128 Н, находясь на ее поверхности.