Для того чтобы определить силу притяжения между двумя вагонами, можно воспользоваться законом всемирного тяготения, который был сформулирован Исааком Ньютоном. Этот закон гласит, что сила притяжения ( F ) между двумя точками массами ( m_1 ) и ( m_2 ) на расстоянии ( r ) друг от друга определяется формулой:
[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} ]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная, равная ( 6.67430 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 \text{кг}^{-1} \text{с}^{-2} ),
- ( m_1 ) и ( m_2 ) — массы объектов,
- ( r ) — расстояние между центрами масс этих объектов.
Теперь подставим значения, приведенные в задаче:
- ( m_1 = m_2 = 80 \, \text{т} = 80000 \, \text{кг} ),
- ( r = 3 \, \text{км} = 3000 \, \text{м} ).
Подставим эти значения в формулу:
[ F = 6.67430 \times 10^{-11} \, \frac{80000 \, \text{кг} \times 80000 \, \text{кг}}{(3000 \, \text{м})^2} ]
Сначала рассчитаем знаменатель:
[ (3000 \, \text{м})^2 = 9000000 \, \text{м}^2 ]
Теперь числитель:
[ 80000 \, \text{кг} \times 80000 \, \text{кг} = 6400000000 \, \text{кг}^2 ]
Теперь подставим эти значения обратно в формулу:
[ F = 6.67430 \times 10^{-11} \, \frac{6400000000 \, \text{кг}^2}{9000000 \, \text{м}^2} ]
Сократим числитель и знаменатель:
[ F = 6.67430 \times 10^{-11} \times \frac{6400000000}{9000000} ]
Рассчитаем дробь:
[ \frac{6400000000}{9000000} \approx 711.111 ]
Теперь умножим на ( 6.67430 \times 10^{-11} ):
[ F \approx 6.67430 \times 10^{-11} \times 711.111 \approx 4.745 \times 10^{-8} \, \text{Н} ]
Таким образом, сила притяжения между двумя вагонами массой по 80 тонн на расстоянии 3 км составляет приблизительно ( 4.745 \times 10^{-8} \, \text{Н} ).