Для расчета силы притяжения между двумя вагонами массой 60 тонн каждый на расстоянии 100 метров друг от друга, мы можем воспользоваться законом всемирного тяготения, который был сформулирован Исааком Ньютоном. Этот закон гласит, что сила притяжения ( F ) между двумя точечными массами ( m_1 ) и ( m_2 ) на расстоянии ( r ) друг от друга определяется формулой:
[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила притяжения,
- ( G ) — гравитационная постоянная ((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 объектов.
Переведем массы вагонов в килограммы, поскольку стандартная единица массы в системе СИ — килограмм. 1 тонна равна 1000 кг, следовательно, 60 тонн равно 60,000 кг.
Подставим значения в формулу:
- ( m_1 = 60,000 \, \text{кг} )
- ( m_2 = 60,000 \, \text{кг} )
- ( r = 100 \, \text{м} )
Теперь подставим всё в формулу:
[ F = (6.67430 \times 10^{-11}) \frac{(60,000) \times (60,000)}{(100)^2} ]
Выполним вычисления шаг за шагом:
Рассчитаем произведение масс:
[ 60,000 \times 60,000 = 3,600,000,000 \, \text{кг}^2 ]
Рассчитаем квадрат расстояния:
[ (100)^2 = 10,000 \, \text{м}^2 ]
Подставим полученные значения в формулу:
[ F = (6.67430 \times 10^{-11}) \frac{3,600,000,000}{10,000} ]
Упрощаем выражение в числителе:
[ \frac{3,600,000,000}{10,000} = 360,000 ]
Умножаем на гравитационную постоянную:
[ F = 6.67430 \times 10^{-11} \times 360,000 ]
Выполним окончательное умножение:
[ F = 2.402748 \times 10^{-5} \, \text{Н} ]
Итак, сила притяжения между двумя вагонами массой 60 тонн каждый на расстоянии 100 метров составляет примерно ( 2.402748 \times 10^{-5} ) Ньютонов. Эта сила чрезвычайно мала по сравнению с другими силами, действующими на вагоны в реальных условиях, такими как сила трения или сила тяги.