В свинцовом шаре радиуса R сделана сферическая полость радиуса R/2, поверхность которой касается шара. Масса сплошного шара была равна М. С какой силой F свинцовый шар будет притягивать маленький шарик массой m, находящийся на расстоянии d от центра свинцового шара на продолжении прямой, соединяющей центр свинцового шара с центром полости?
Формула объема шара:
\( V=\frac{4}{3}\pi R^3 \)
Масса:
\( M=\rho V \)
Масса при начальном объеме:
\( M=\frac{4}{3}\rho\pi R^3 \)
Масса, на которую уменьшился шар:
\( M_{0}=\frac{4}{3}\rho\pi (\frac{R}{2})^3=\frac{1}{8}\frac{4}{3}\rho\pi R^3 \)
Конечная масса:
\( M_{1}=M-M_{0}=\frac{4}{3}\rho\pi R^3\cdot (1-\frac{1}{8})=\frac{7}{8}\frac{4}{3}\rho\pi R^3 \)
\( M_{1}=\frac{7}{8}\cdot M \)
Закон всемирного тяготения:
\( F=G\frac{Mm}{R^2} \)
С нашими величинами:
\( F=G\frac{M_{1}m}{d^2} \)
\( G-const, G=6.671\cdot 10^{-11} \)
\( F=6.671\cdot 10^{-11}\frac{7\cdot Mm}{8\cdot d^2} \)
\( F\approx 6\cdot 10^{-11}\cdot \frac{Mm}{d^2} \)
ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: