Un’astronauta che esplora un lontano sistema solare atterra su un pianeta sconosciuto il cui raggio è 3860 km.
Quando l’astronauta salta verso l’alto con velocità iniziale di 3,10 m/s, raggiunge un’altezza di 0,580 m.
• Qual è la massa del pianeta?
Un’astronauta che esplora un lontano sistema solare atterra su un pianeta sconosciuto il cui raggio è 3860 km.
Quando l’astronauta salta verso l’alto con velocità iniziale di 3,10 m/s, raggiunge un’altezza di 0,580 m.
• Qual è la massa del pianeta?
g = accelerazione di gravità sul pianeta;
m = massa dell'astronauta che salta.
F = m *g; (forza peso sul pianeta)
F = G * M * m / R^2; legge di gravitazione di Newton.
m * g = G * M * m / R^2;
M = massa del pianeta; R = 3860 km = 3,860 * 10^6 m;
m si semplifica, resta:
g = G * M / R^2;
conservazione dell'energia: Energia potenziale finale = energia cinetica iniziale;
m g h = 1/2 m v^2;
g = v^2 / (2 h) = 3,10^2 / (2 * 0,580) = 8,284 m/s^2;
G * M / R^2 = g;
M = g * R^2 / G;
M = 8,284 * (3,860 * 10^6)^2 / (6,67 * 10^-11);
M = 1,234 * 10^14 / (6,67 * 10^-11) = 1,85 * 10^24 kg, (massa del pianeta).
Ciao @sssimo
Il vettore campo gravitazionale ha modulo
g=F/m = G*m*M/R² = GM/R²
Dalla legge oraria del moto uniformemente accelerato e dalla legge della velocità si ricava:
H=(V_finale² - V_iniziale²) /(2g) = (V_iniziale *R)²/(2G*M)
Quindi:
M= (V_iniziale *R)²/(2*G*H)
Sostituendo i valori numerici otteniamo la massa del pianeta.
hmax = Voy^2/2g'
g' = Voy^2/(2*hmax) = 3,10^2/1,16 = 8,2845 m/sec^2
8,2845 = M*G/r^2
massa M = 8,2845*3,86^2*10^12*10^11/6,674 = 1,850*10^24 kg