¿Cuál será el valor de g en un planeta cuya masa es el doble que la de la Tierra y cuyo radio es igual al de la Tierra?

Para calcular esto, tomemos un objeto de prueba de masa my calculemos el valor de g en ambos planetas.

En el planeta tierra

La fuerza de gravedad será

[matemáticas] (Fe) = \ frac {G * M * m} {r ^ 2} [/ matemáticas]

Aquí M es la masa de la tierra, es decir

[matemáticas] 5.97 * 10 ^ {24} Kg [/ matemáticas]

Y r es el radio de la tierra que es

[matemática] 6371 Km = 6.37 * 10 ^ 6 m [/ matemática]

Ahora, usando la segunda ley de movimiento de Newton, podemos escribir Fe también como

[matemáticas] Fe = m * g (masa * aceleración) [/ matemáticas]

Igualando estos dos obtenemos

[matemáticas] m * g = \ frac {G * M * m} {r ^ 2} [/ matemáticas]

[matemáticas] g = \ frac {G * M} {r ^ 2} [/ matemáticas]

En el segundo planeta
En este caso, todo sigue igual excepto la masa del planeta que será 2M.

El radio de ese planeta es el mismo que el radio de la Tierra, es decir, r (dado).

Del mismo modo podemos decir que

[math] g ‘= \ frac {G * (masa del nuevo planeta)} {(radio del nuevo planeta) ^ 2} [/ math]

[matemáticas] g ‘= \ frac {G * 2M} {r ^ 2} [/ matemáticas]

Ahora poniendo todos los valores que obtenemos

[matemáticas] g ‘= \ frac {6.67 * 10 ^ {- 11} * 2 * 5.97 * 10 ^ {24}} {(6.37 * 10 ^ 6) ^ 2} [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas]

[matemáticas] g ‘= \ frac {796.4} {40.58} [/ matemáticas]

[matemáticas] g ‘= 19,63 ms ^ {- 2} [/ matemáticas]

Responder:
El valor de g en el nuevo planeta será [matemáticas] 19,63 ms ^ {- 2} [/ matemáticas]

Primero comenzaremos con la fórmula para la aceleración de la gravedad.

Si consideramos nuestro peso, la fuerza que actúa sobre nosotros es solo la gravedad. Entonces

GMm / r ^ 2 = mg

GM / r ^ 2 = g

Ahora para este planeta hipotético

G2M / r ^ 2, que es 2GM / r ^ 2, lo que significa dos veces el de las tierras

El valor de g se duplicaría porque g = GM ÷ r × r. Entonces, si el valor de M se duplica, entonces el valor de g se duplicaría porque la ecuación se convertiría en g = G2M ÷ r × r

Otros ya han respondido la pregunta, así que solo un comentario de que el doble de densidad de la Tierra no es muy realista, ya que debería ser un planeta hecho solo de metales pesados. Estructura de la tierra

La respuesta más fácil es solo leer este artículo El valor de g

La fuerza de la gravedad es proporcional al producto de las dos masas dividido por el cuadrado de la distancia entre ellas.

Si duplica la masa sin cambiar la distancia, la fuerza debida a la gravedad se duplica, lo que también duplica la aceleración debido a la gravedad.

Por lo tanto 2g.

64 pies / s / s es la aceleración gravitacional. Tierras dobles.

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