Вопрос задан 20.07.2026 в 09:33. Предмет Физика. Спрашивает Изосимова Элина.

На экваторе некоторой планеты тела весят в два раза меньше, чем на полюсе. Определить среднюю плотность вещества планеты, если период её вращения вокруг оси составляет 1 ч 27,5 мин.
1) 1,03·10³ кг/м³
2) 1,03·10⁴ кг/м³
3) 2,06·10⁴ кг/м³
4) 2,03·10³ кг/м³

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Юдин Семён.

На полюсе вес тела определяется только силой тяготения:

Pпол=mg.P_{\text{пол}}=mg.

На экваторе из-за вращения планеты действует центробежная сила, уменьшающая вес:

Pэкв=m(gω2R).P_{\text{экв}}=m(g-\omega^2R).

По условию на экваторе тела весят в 2 раза меньше:

Pэкв=12Pпол.P_{\text{экв}}=\frac12 P_{\text{пол}}.

Следовательно,

gω2R=g2,g-\omega^2R=\frac{g}{2},

откуда

ω2R=g2.\omega^2R=\frac{g}{2}.

Ускорение свободного падения на поверхности планеты выражается через среднюю плотность:

g=GMR2=G43πR3ρR2=43πGρR.g=\frac{GM}{R^2} =\frac{G\cdot \frac43\pi R^3\rho}{R^2} =\frac43\pi G\rho R.

Подставим это в условие:

ω2R=1243πGρR.\omega^2R=\frac12\cdot \frac43\pi G\rho R.

Сокращая на RR, получаем:

ω2=23πGρ,\omega^2=\frac23\pi G\rho, ρ=3ω22πG.\rho=\frac{3\omega^2}{2\pi G}.

Период вращения:

T=1 ч 27,5 мин=87,5 мин=5250 с.T=1\text{ ч }27{,}5\text{ мин}=87{,}5\text{ мин}=5250\text{ с}.

Угловая скорость:

ω=2πT.\omega=\frac{2\pi}{T}.

Тогда

ρ=6πGT2.\rho=\frac{6\pi}{GT^2}.

Подставим значения:

ρ=6π6,671011(5250)21,03104 кг/м3.\rho=\frac{6\pi}{6{,}67\cdot10^{-11}\cdot(5250)^2} \approx 1{,}03\cdot10^4\ \text{кг/м}^3.

Правильный ответ: 2) 1,03104 кг/м31{,}03\cdot10^4\ \text{кг/м}^3.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос