Вопрос задан 15.03.2025 в 15:59. Предмет Физика. Спрашивает Анисимова Юля.

Как изменится период колебаний маятника при переносе его с Земли на Марс , если масса Марса в 9,3 раза меньше , чем масса Земли , а радиус Марса в 1,9 раза меньше радиуса Земли?

В формате "дано, найти, решение", пожалуйста, если не сложно.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Волгоград Бабочки.

Дано:

  1. Масса Земли: MЗемляM_{\text{Земля}}
  2. Масса Марса: MМарс=MЗемля9.3M_{\text{Марс}} = \frac{M_{\text{Земля}}}{9.3}
  3. Радиус Земли: RЗемляR_{\text{Земля}}
  4. Радиус Марса: RМарс=RЗемля1.9R_{\text{Марс}} = \frac{R_{\text{Земля}}}{1.9}
  5. Формула периода колебаний маятника: T=2πlgT = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}, где gg — ускорение свободного падения.

Найти:
Как изменится период колебаний TT, если маятник перенести с Земли на Марс.


Решение:

  1. Выразим ускорение свободного падения gg:
    Ускорение свободного падения на поверхности планеты рассчитывается по формуле:

    g=GMR2,g = \frac{G M}{R^2},

    где GG — гравитационная постоянная, MM — масса планеты, RR — радиус планеты.

    Для Земли:

    gЗемля=GMЗемляRЗемля2.g_{\text{Земля}} = \frac{G M_{\text{Земля}}}{R_{\text{Земля}}^2}.

    Для Марса:

    gМарс=GMМарсRМарс2.g_{\text{Марс}} = \frac{G M_{\text{Марс}}}{R_{\text{Марс}}^2}.
  2. Подставим выражения для массы и радиуса Марса:

    gМарс=GMЗемля9.3(RЗемля1.9)2.g_{\text{Марс}} = \frac{G \cdot \frac{M_{\text{Земля}}}{9.3}}{\left(\frac{R_{\text{Земля}}}{1.9}\right)^2}.

    Упростим выражение:

    gМарс=GMЗемля9.3RЗемля21.92.g_{\text{Марс}} = \frac{\frac{G M_{\text{Земля}}}{9.3}}{\frac{R_{\text{Земля}}^2}{1.9^2}}. gМарс=GMЗемля9.31.92RЗемля2.g_{\text{Марс}} = \frac{G M_{\text{Земля}}}{9.3} \cdot \frac{1.9^2}{R_{\text{Земля}}^2}. gМарс=gЗемля1.929.3.g_{\text{Марс}} = g_{\text{Земля}} \cdot \frac{1.9^2}{9.3}.

    1.92=3.611.9^2 = 3.61, поэтому:

    gМарс=gЗемля3.619.3.g_{\text{Марс}} = g_{\text{Земля}} \cdot \frac{3.61}{9.3}. gМарсgЗемля0.388.g_{\text{Марс}} \approx g_{\text{Земля}} \cdot 0.388.

    Таким образом, ускорение свободного падения на Марсе примерно в 0.3880.388 раза меньше, чем на Земле.

  3. Связь периода колебаний с gg:
    Формула периода:

    T=2πlg.T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}.

    Если gg уменьшается в kk раз, то период TT увеличивается в k\sqrt{k} раз:

    TМарс=TЗемляgЗемляgМарс.T_{\text{Марс}} = T_{\text{Земля}} \cdot \sqrt{\frac{g_{\text{Земля}}}{g_{\text{Марс}}}}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос