【演習】万有引力

物理【力学】第23講『万有引力』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

万有引力ニュートンはりんごと同じように月も落ちているのではないか？と考えました。りんごも月も地球に引かれる。もしかしてすべてのものは地球に引っ張られている？...

問題

以下の問では，万有引力定数を6.7×10^-11N・m²/kg²とする。

[Level.1]
質量20kgの物体Aと質量80kgの物体Bが，4.0m離れて置かれている。 AB間にはたらく万有引力の大きさを求めよ。

[Level.2]
前問において，物体Bを取り除く。 次に，物体Aから12m離れたところに別の物体Cを置いたところ，AC間にはたらく万有引力は前問と同じ大きさであった。 Cの質量を求めよ。

[Level.3]
地表での重力加速度の大きさを9.8m/s²，地球の半径を6.4×10⁶mとする。 地球の自転による影響は無視できるものとして，地球の質量を求めよ。

この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。

答え

[Level.1]
6.7×10^-9N

[Level.2]
7.2×10²kg

[Level.3]
6.0×10²⁴kg