Тема . Механика. Динамика и Статика

.02 Гравитация

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#29224

В открытом космосе три небольших астероида из-за гравитационного притяжения сближаются друг с другом вдоль общей прямой, неподвижной относительно звёзд. Отношение расстояний от среднего астероида до крайних остаётся равным n =  2  вплоть до их столкновения (рис.). Масса левого астероида равна m1   , масса центрального — m2   . Найдите массу m3   правого астероида.

PIC

Источники: Всеросс., 2009, финал, 10

Показать ответ и решение

Пусть ускорения астероидов раны a1   , a2   , a3   и направлены так, как показано на рисунке (см. рис.).

PIC

Перейдём в систему отсчёта, связанную с третьем астероидом и найдём ускорения двух других астероидов

 ′             ′
a1 = a1 + a3  a2 = a2 + a3.

Так как отношение расстояний остаётся постоянным, то

a-′1   a1 +-a3   3r-   3-
a ′=  a +  a  = 2r =  2.
  2    2    3

Отсюда получаем связь ускорений:

a3 = 2a1 − 3a2.

Запишем второй закон Ньютона для каждого из грузов

          m  m       m  m
m1a1  = G --12-2 + G --1-23,
            r         9r

m  a  = G m2m3-- − G m2m1--,
  2 2       4r2        r2

          m1m3--     m2m3--
m3a3  = G   9r2  + G  4r2  .

Отсюда

a =  G m2-+ G -m3-,
 1     r2     9r2

       m3--    m1-
a2 = G 4r2 − G r2 ,

        m       m
a3 =  G --12 + G --22.
        9r      4r

Подставим в связь ускорений последние три уравнения, получим:

              (         )     (         )
m1- + m2- = 2  m  +  m3-  − 3  m3- − m    .
 9     4         2    9         4      1

Отсюда выражаем m3   :

       104m  +  63m
m3  =  -----1-------2.
             19
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!