Чтобы определить ускорение свободного падения на расстоянии 9600 км от поверхности Земли, нам нужно использовать закон всемирного тяготения Ньютона. Согласно этому закону, сила гравитационного притяжения между двумя массами определяется формулой:
[ F = \frac{G \cdot m_1 \cdot m_2}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила гравитационного притяжения,
- ( G ) — гравитационная постоянная (( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{м}^3\,\text{кг}^{-1}\,\text{с}^{-2} )),
- ( m_1 ) и ( m_2 ) — массы взаимодействующих тел,
- ( r ) — расстояние между центрами масс этих тел.
Ускорение свободного падения (( g )) на расстоянии от Земли можно найти из формулы силы притяжения, учитывая, что ( F = m_2 \cdot g ), где ( m_2 ) — масса объекта, на который действует сила. Таким образом, ускорение свободного падения выражается как:
[ g = \frac{G \cdot M}{r^2} ]
где ( M ) — масса Земли (( 5.972 \times 10^{24} \, \text{кг} )).
Теперь давайте рассчитаем ускорение свободного падения на расстоянии 9600 км от поверхности Земли. Сначала определим расстояние ( r ) от центра Земли:
- Радиус Земли составляет примерно 6371 км.
- Расстояние от центра Земли до рассматриваемой точки будет ( r = 6371 \, \text{км} + 9600 \, \text{км} = 15971 \, \text{км} ).
- Переведем это расстояние в метры: ( r = 15971 \times 10^3 \, \text{м} ).
Теперь подставим значения в формулу для расчета ускорения свободного падения:
[ g = \frac{6.674 \times 10^{-11} \times 5.972 \times 10^{24}}{(15971 \times 10^3)^2} ]
Вычислим:
- Числитель: ( 6.674 \times 10^{-11} \times 5.972 \times 10^{24} = 3.986 \times 10^{14} ).
- Знаменатель: ( (15971 \times 10^3)^2 = 2.551 \times 10^{14} ).
- Делим числитель на знаменатель:
[ g \approx \frac{3.986 \times 10^{14}}{2.551 \times 10^{14}} \approx 1.563 \, \text{м/с}^2 ]
Таким образом, ускорение свободного падения на расстоянии 9600 км от поверхности Земли составляет примерно 1.563 м/с².