3. Wskaż poprawne dokończenie zdania.
Dwa ciała odległe od siebie o 16 cm przyciągają się siłą grawitacji o wartości 16 nN. Aby przyciągały się siłą o wartości 64 nN, odległość między nimi powinna wynosić:
A. 32 cm.
B. 8 cm.
C. 4 cm.
D. 2 cm.



Odpowiedź :

Na ciała działają siły grawitacji, których wartość zależy między innymi od odległości między tymi ciałami.

Taką zależność można obliczyć z prawa powszechnego ciążenia

[tex]F=\frac{Gm_1m_2}{r^2}[/tex]

Dane:

[tex]r_1=16cm[/tex]

[tex]F_1=16nN[/tex]

[tex]F_2=64nN[/tex]

Szukane: [tex]r_2[/tex]

Porównujemy siłę grawitacji dla każdej odległości

[tex]\frac{F_2}{F_1}=\frac{Gm_1m_2}{r_1^2}*\frac{r_2^2}{Gm_1m_2}[/tex]

[tex]\frac{F_2}{F_1}=\frac{r_2^2}{r_1^2}[/tex]

Sprawdzamy ile razy wzrosła wartość siły :

[tex]\frac{F_2}{F_1}=\frac{64nN}{16nN}[/tex]

[tex]\frac{F_2}{F_1}=4[/tex]

Wartość siły wzrosła 4 razy, to odległość zmalała jak

[tex]\frac{r_2^2}{r_1^2}=4[/tex]

[tex]\frac{r_2}{r_1}=\sqrt{4}=2[/tex]

czyli odległość zmaleje:

[tex]r=\frac{16cm}{2}=8cm[/tex]