Jump to content

Условие

$3.2.9.$ На сколько отстанут за сутки маятниковые часы, поднятые на высоту Эвереста (8,9 км)? Останкинской башни (0,5 км)?

Решение

Период колебаний математического маятника $$T_0=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}; \quad T_1=2\pi\sqrt{\frac{l}{g^*}}$$ Ускорение свободного падения в зависимости от расстояния до центра Земли массы $M$ $$g=\frac{GM}{R^2}$$ $$g^*=\frac{GM}{(R+H)^2}$$ Отношение ускорений свободного падения для разных расстояний до центра $$\frac{g}{g^*}=\frac{(R+H)^2}{R^2}\Rightarrow g^*=\frac{gR^2}{(R+H)^2}$$ Используясь приближением для малого значения $x =\frac{h}{R} \ll 1$; $(1+x)^\alpha\approx 1+\alpha x$: $$T_1=2\pi\frac{R+H}{R}\sqrt{\frac{l}{g}}$$ Откуда искомое отставание находим как $$\Delta T_1=T_1-T_0=T_0(\frac{R+H}{R}-1)=2\text{ min}$$ $$\Delta T_2=T_2-T_0=T_0(\frac{R+h}{R}-1)=6.75\text{ s}$$

Ответ

$$\Delta T_1=2\text{ min}\quad\Delta T_2=6.75\text{ s}$$