¿A qué distancia por encima de la superficie de la Tierra es menor la aceleración debida a la gravedad en un 10% de su valor en la superficie?

Primero enumeremos lo que sabemos:

La fórmula para la aceleración gravitacional es [matemática] g = \ dfrac {GM} {R ^ 2} [/ matemática]

La aceleración gravitacional en la superficie de la Tierra es aproximadamente [matemática] 9.81 m / s ^ 2 [/ matemática].

La masa de la Tierra: [matemáticas] 5.972 × 10 ^ 24 kg [/ matemáticas]

La constante gravitacional universal: [matemáticas] 6.67408 × 10 ^ -11 m ^ 3 kg ^ -1 s ^ -2 [/ matemáticas]

El radio de la Tierra: [matemática] 6.378 × 10 ^ 6 m [/ matemática]

Como estamos buscando la distancia, queremos reorganizar la ecuación para que [math] R [/ math] esté solo en un lado de la ecuación. Entonces:

[matemáticas] gR ^ 2 = GM [/ matemáticas]

[matemáticas] R ^ 2 = \ dfrac {GM} {g} [/ matemáticas]

[matemáticas] R = \ sqrt {\ dfrac {GM} {g}} [/ matemáticas]

Encontrar el 10% menos de algo es lo mismo que encontrar el 90% de ese algo, por lo que encontramos nuestra aceleración objetivo con [matemáticas] 0.9 \ veces 9.81 [/ matemáticas] que equivale a [matemáticas] 8.83 m / s ^ 2 [/ matemáticas] .

Ahora conectamos nuestros valores para encontrar [math] R [/ math]:

[matemática] R = \ sqrt {\ dfrac {6.67408 × 10 ^ -11 \ veces 5.972 × 10 ^ 24} {8.83}} [/ matemática]

[matemáticas] R = 6,72 × 10 ^ 6 m [/ matemáticas]

Ahora, tenga en cuenta que esta es la distancia desde el punto donde la aceleración gravitacional es 8.83 al centro de la Tierra . Estamos buscando la distancia a la superficie de la Tierra, por lo que tendremos que restar el radio:

[matemática] 6.72 × 10 ^ 6 – 6.378 × 10 ^ 6 = 3.42 × 10 ^ 5 m [/ matemática] o [matemática] 342km [/ matemática]

Ahí está tu respuesta.

Como a = GM / (r ^ 2), resolviendo para r = sqft (GM / a). Como G y M son constantes (lo suficientemente cerca, de todos modos), entonces r es proporcional a la raíz cuadrada de 1 / a.

Su valor dado para un In 0.9, entonces, necesitamos encontrar la raíz cuadrada de 1.11111 … luego multiplique eso por el radio de la Tierra y reste el radio para obtener su altitud.

Pies cuadrados (1.11111 …) es 1.0541, multiplíquelo por el radio promedio de la Tierra, 3959mi, resulta en r = 4173mi. Esto, tu altitud es 214mi.

Tienes que volar, a una altura de unos 350 km. Los aviones comerciales vuelan a una altura de aproximadamente 10 km, mientras que la ISS está orbitando la tierra a una altura de aproximadamente 400 km.

Como esto disminuye en el cuadrado de la distancia, entonces tener una reducción del 10% significa que tienes que estar un 5% más alejado del centro de la tierra (ya que la raíz cuadrada de 1.1 es aproximadamente 1.05).

El radio de la tierra es de unos 6.400 kms; El 5% de esto es 320 kms, por lo que debe estar a unos 320 kms por encima de la superficie de la tierra, la altura de una órbita terrestre baja.