Тяготение, орбиты и невесомость
Сравните притяжение на разных расстояниях и разберите движение спутников.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Во сколько раз уменьшится сила взаимного тяготения двух материальных точек, если увеличить расстояние между ними втрое и сохранить массы?
Ответ и пояснение
Верный ответ: В 9 раз
Сила обратно пропорциональна квадрату расстояния. При увеличении расстояния в три раза сила уменьшается в 3² = 9 раз.
-
У двух материальных точек массы 2 кг и 3 кг. Первую заменили точкой массой 8 кг, вторую оставили прежней, расстояние сохранили. Как изменилась сила их тяготения?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Выросла в 4 раза
Расстояние и вторая масса не меняются. Сила пропорциональна первой массе, которая стала в 8 ÷ 2 = 4 раза больше.
-
На поверхности невращающейся сферической планеты ускорение свободного падения равно 12 м/с². Каким оно станет на расстоянии двух радиусов от её центра, если других источников тяготения рядом нет?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 3 м/с²
На поверхности расстояние от центра равно одному радиусу. При удвоении расстояния ускорение уменьшается в 2² = 4 раза: 12 ÷ 4 = 3 м/с².
-
Куда направлена сила притяжения к сферической Земле, действующая на спутник на круговой орбите?
Ответ и пояснение
Верный ответ: К центру Земли
Земля притягивает спутник к своему центру. На круговой орбите эта сила меняет направление скорости спутника.
-
Одна капсула летит на круговой орбите, другая стоит на Земле. Где лежащий в кабине предмет может почти не давить на опору, хотя на него действует земное притяжение?
Ответ и пояснение
Верный ответ: В орбитальной капсуле
На орбите предмет и капсула вместе находятся в свободном падении и получают почти одинаковое ускорение. Давление на опору может быть близко к нулю.
-
Два спутника движутся по круговым орбитам вокруг одной сферической планеты. У первого расстояние до центра меньше. На какой орбите гравитационное ускорение больше?
Ответ и пояснение
Верный ответ: На первой
Ускорение, создаваемое планетой вне её поверхности, обратно пропорционально квадрату расстояния до центра. На более близкой орбите оно больше.
-
Какую скорость называют первой космической для Земли в модели без атмосферы и вращения планеты?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Скорость круговой орбиты у поверхности Земли
Первая космическая скорость — скорость движения по круговой орбите непосредственно у поверхности в принятой модели. Для ухода на бесконечность нужна большая скорость.
-
У двух сферических планет одинаковые радиусы. Масса второй планеты в четыре раза больше массы первой. Во сколько раз первая космическая скорость у второй планеты больше?
Ответ и пояснение
Верный ответ: В 2 раза
Скорость круговой орбиты у поверхности равна √(GM/R). При равных радиусах увеличение массы в четыре раза даёт множитель √4 = 2 для скорости.
В этом тесте по физике для 9 класса задачи на закон всемирного тяготения чередуются с вопросами об орбитах и невесомости. В расчётах нужны отношения масс и расстояний, поэтому значение гравитационной постоянной обычно можно сократить.
На орбите важно различать силу притяжения и силу, с которой тело давит на опору. Чтобы понять результат измерения, проследите, движутся ли кабина и предмет с одинаковым ускорением.