2.6.51. Определите силу натяжения троса, связывающего два спутника массы $m$, которые обращаются вокруг Земли на расстояниях $R_1$ и $R_2$ от ее центра так, что трос всегда направлен радиально. Масса Земли $M$.
Решение
Заипешм уравнение статики для первого тела, предпологая, что он находится к планете ближе(пренебрешаем силой притяжения между телами): $$m\omega^2R_1+F=\frac{\gamma Mm}{R_1^2}$$ Угловая скорость тел будет одинаковой, т.к. они жестко связаны тросом. Выразим произведение массы и квадрата угловой скорости: $$m\omega^2=\frac{\frac{\gamma Mm}{R_1^2}-F}{R_1}$$ Запишем уравнение статики для второго тела: $$m\omega^2R_2=F+\frac{\gamma Mm}{R_2^2}$$ Выразим произведение массы и квадрата угловой скорости: $$m\omega^2=\frac{F+\frac{\gamma Mm}{R_2}}{R_2}$$ Получаем такое уравнение: $$\frac{\frac{\gamma Mm}{R_1^2}-F}{R_1}=\frac{F+\frac{\gamma Mm}{R_2}}{R_2}$$ Решаем: $$\frac{\gamma MmR_2}{R_1^2}-FR_2=FR_1+\frac{\gamma MmR_1}{R_2^2}\Rightarrow$$ $$\Rightarrow F(R_1+R_2)=\gamma Mm\frac{R_2^3-R_1^3}{R_1^2R_2^2}$$ Получаем ответ: $$\boxed{F=\frac{\gamma Mm(R_2^3-R_1^3)}{(R_1+R_2)R_1^2R_2^2}}$$