Для решения данной задачи нам нужно использовать закон всемирного тяготения и формулу для ускорения свободного падения на поверхности планеты.
Ускорение свободного падения ( g ) на поверхности планеты зависит от массы планеты ( M ) и радиуса планеты ( R ) по следующей формуле:
[ g = \frac{GM}{R^2} ]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная,
- ( M ) — масса планеты,
- ( R ) — радиус планеты.
Для Земли эта формула выглядит следующим образом:
[ g{\text{Земли}} = \frac{GM{\text{Земли}}}{R_{\text{Земли}}^2} ]
Из условия задачи известно, что радиус рассматриваемой планеты равен радиусу Земли (( R{\text{планеты}} = R{\text{Земли}} )), а масса планеты в 3 раза больше массы Земли (( M{\text{планеты}} = 3M{\text{Земли}} )).
Теперь подставим эти значения в формулу для ускорения свободного падения на поверхности рассматриваемой планеты:
[ g{\text{планеты}} = \frac{G \cdot 3M{\text{Земли}}}{R_{\text{Земли}}^2} ]
Мы знаем, что ( g_{\text{Земли}} ) равно 10 м/с², и это значение можно выразить через массу и радиус Земли:
[ g{\text{Земли}} = \frac{GM{\text{Земли}}}{R_{\text{Земли}}^2} = 10 \, \text{м/с}^2 ]
Теперь подставим это значение в уравнение для ( g_{\text{планеты}} ):
[ g{\text{планеты}} = 3 \cdot g{\text{Земли}} ]
[ g{\text{планеты}} = 3 \cdot 10 \, \text{м/с}^2 ]
[ g{\text{планеты}} = 30 \, \text{м/с}^2 ]
Таким образом, ускорение свободного падения на поверхности данной планеты будет равно 30 м/с².