En un planeta que tiene el radio la mitad del de la Tierra y una masa cuatro veces mayor que la de la Tierra. ¿Cuál será el valor de la aceleración debido a la gravedad?

Para la Tierra tal como la conocemos, la fuerza de atracción gravitacional entre usted y la Tierra está dada por

(1) [matemáticas] F = G \ dfrac {m_E m_p} {r ^ 2} [/ matemáticas],

donde [math] m_E [/ math] es la masa de la Tierra, [math] m_p [/ math] es la masa de una persona, [math] r [/ math] es el radio de la Tierra y [math] G [/ math] es la constante gravitacional universal.

Según la segunda ley de Newton, podemos establecer (1) igual a la masa (de una persona) por la aceleración, que en este caso es [matemáticas] g [/ matemáticas], la aceleración debida a la gravedad en la superficie de la Tierra.

(2) [matemáticas] G \ dfrac {m_E m_p} {r ^ 2} = m_p g [/ matemáticas]

Resolver para [matemáticas] g [/ matemáticas] da

(3) [matemáticas] g = G \ dfrac {m_E} {r ^ 2} [/ matemáticas]

Ahora considere un planeta con la mitad del radio y cuatro veces la masa de la Tierra:

(4) [matemáticas] F_2 = G \ dfrac {4 m_E m_p} {(\ dfrac {r} {2}) ^ 2} = m_p a_2 [/ matemáticas]

Resolver para [matemáticas] a_2 [/ matemáticas] da

(5) [matemáticas] a_2 = 16 G \ dfrac {m_E} {r ^ 2} = 16 g [/ matemáticas]

Entonces, el planeta de la Tierra, cuádruple, de radio medio, tiene una aceleración debido a la gravedad, en su superficie, 16 veces mayor que la de la Tierra regular.

[matemáticas] g = GM / r ^ 2 [/ matemáticas]

Donde, G es constante gravitacional.

Ahora, dado que la masa es cuatro veces y el radio es la mitad del de la Tierra, podemos deducir:

[matemáticas] g_ {planeta} = 16g_ {tierra} [/ matemáticas]

Que es aproximadamente 157 [matemáticas] m / s ^ 2. [/ Matemáticas]

Disculpe mi brevedad, la respuesta fue escrita usando un teléfono móvil. 🙂

Depende de dónde medimos la gravedad … en el radio de la Tierra o el radio del planeta X.

Suponiendo que esté en la superficie del Planeta X, tendrá una gravedad 16 veces mayor. debido a 1 / R ^ 2 (4X) y masa (4X) para un total de 16X.

Aceleración debido a la gravedad de la Tierra, g = (GM) / R ^ 2 = 9.81m / s ^ 2

donde M-Masa de la Tierra, R-Radio de la Tierra y G-Gravitacional constante

Aceleración debida a la gravedad de cualquier planeta, g ‘= (GM’) / R ‘^ 2 ———– (i)

donde M’-Masa del planeta, R’-Radio del planeta y G-Gravitacional constante

Para encontrar la aceleración debida a la gravedad de cualquier planeta en comparación con la Tierra, coloque R ‘= R / 2 & M’ = 4M en la ecuación (i).

Obtenemos,

Aceleración debido a la gravedad del planeta requerido, g ‘= (G4M) / (R / 2) ^ 2

= 4 (4GM) / (R) ^ 2

= 16 {(GM) / R ^ 2}

g ‘= 16g

es decir, aceleración debido a la gravedad del planeta requerido = 16 veces la aceleración debido a la gravedad de la tierra

Aceleración debido a la gravedad del planeta requerido = 16 * 9. 81 m / s ^ 2

Aceleración debido a la gravedad del planeta requerido = 156.96 m / s ^ 2

Para cualquier planeta, de masa M y radio R, la aceleración debida a la gravedad es proporcional a M / R ^ 2.

Entonces, g (2) = g (1) M (2) R (1) ^ 2 / M (1) R (2) ^ 2

Ahora, M (2) / M (1) = 4

y, R (1) ^ 2 / R (2) ^ 2 = r ^ 2/1 / 4xr ^ 2 = 4

Entonces, g (2) = 4 × 4 g (1) = 1,600 m / s ^ 2

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