Естественные науки

Задачка: дана планета, имеющая массу m1 и радиус r. На её поверхности ускорение свободного падения равно g. Также есть

тело, массой m2. Считаем, что планета не имеет атмосферы, а кроме неё и тела больше никаких гравитационно воздействующих объектов нет. Можно ли посчитать высоту h, с которой нужно сбросить тело на планету, чтобы в момент достижения её поверхности тело имело скорость v? Считаем, что v имеет очень большое значение, а на высоте h ускорение свободного падения значительно меньше чем g, и в процессе падения будет увеличиваться. Задача чисто теоретическая. Высоту считать относительно центра планеты.
НШ
Наташа Ш
315
Да, проще всего по закону сохранения энергии посчитать.

Гравитационное поле сферически симметричной планеты снаружи планеты неотличимо от г. поля такой же точечной массы, сосредоточенной в центре планеты - это теорема, она является следствием т. Гаусса и закона всемирного тяготения.

Потенциальная энергия м. точки массой m на расстоянии R от точечной массы M равна
-mMG/R, где G - гравитационная постоянная Ньютона, а за место, где потенциальная энергия равна нулю, принят не какой-то там непонятный и несуществующий в нашей задаче "уровень земли", а бесконечно удаленная точка.

По-любасу, при падении с нулевой начальной скоростью ваше тело больше второй космической скорости для данной планеты не наберет - вторая космическая получается в пределе, если падать из бесконечно удаленной точки.
Дюха Св
Дюха Св
76 843
Лучший ответ
Гравитационное взаимодействие возможно только на динамике приталкивания другими гравитационно взаимодействующими объектами. В противном случае происходит схлапывание системы.
Юрий Никитин
Юрий Никитин
70 507
Наташа Ш Я имел ввиду, что кроме тела и планеты на их взаимодействие ничего не влияет
Если в дополнение к этим данным будет известен радиус планеты, то посчитать вообще нет проблем. Записываем формулу изменения g с расстоянием от планеты и берем простой интеграл.

g (h) = G*M / (R+h)^2
В экселе создай колонку с секундами обратного отсчета и к каждой секунде рассчитай параметры по формулам.
Например:
1я секунда высота h1=0, скорость v1 = v, ускорение g1 =g
2я секунда высота h2=h1+v1*dt, скорость V2=v1-g1, ускорение g2=Gm1/(r+h1)^2
и копируй эти формулы пока не увидишь что на какойто секунде скорость почти 0

Похожие вопросы