Вся потенциальная энергия в конечном счёте переходит в тепловую:
mgh=mcΔT+mλ, где с=4200 дж/кг*град, λ=2.3*
дж/кг,
ΔТ=80 град (что-нибудь около того)
Отсюда получаем общее решение для необходимой высоты
h=(cΔT+λ)/g=263600 м~264 км
На грузы действует сила тяжести и сила натяжения нити.
Так как нить нерастяжима, то силы натяжения, действующие на оба тела, равны.
Пусть m1 > m2. Тогда груз m1 движется вниз с некоторым ускорением a, а груз m2 с тем же ускорение наверх.
2 закон Ньютона:
(m1): m1 a = m1 g - T
(m2): m2 a = T - m2 g
Складываем уравнения.
(m1 + m2) a = (m1 - m2) g
a = g * (m1 - m2)/(m1 + m2)
T = m1 * (g - a) = m1 g * (1 - (m1 - m2)/(m1 + m2)) = m1 g * 2 m2 / (m1 + m2) = g * 2m1 m2 / (m1 + m2)
Здесь:
T = g * 2*0.6*0.4/(0.6+0.4) = 0.48g ~ 4.7 H
Сначала найдем сколько километров за одну секунду пройдет свет
S=vt=3*10^8 м или 3*10^5 км
Теперь 1 екватор это L = 2пиR=6,28*6,4*10^3=40192 км
Теперь делим S/L чтобы найти кол-во кругов
300000/40192=7,46 или 7 с половиной екваторов
F=ma
m=F/a
m=60/0.8
m=75 кг
F2=2*75
F2=150 Н
