Cho biết chu kì chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất là \(27,32\) ngày và khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là \(3,{84.10^8}{\rm{ m}}\). Hãy tính khối lượng của Trái Đất. Giả thiết quỹ đạo của Mặt Trăng là tròn.
-
A.
\({3.10^{24}}\,kg\)
-
B.
\({6.10^{24}}\,kg\)
-
C.
\({6.10^{25}}\,kg\)
-
D.
\({3.10^{25}}\,kg\)
+ Vận dụng biểu thức tính lực hấp dẫn : \({F_{h{\rm{d}}}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)
+ Vận dụng biểu thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m\frac{{{v^2}}}{r}\)
+ Vận dụng biểu thức tính vận tốc dài: \(v = \omega r\)
Khi Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm, nên:
\({F_{hd}} = {F_{ht}} \Leftrightarrow G\dfrac{{mM}}{{{r^2}}} = m\dfrac{{{v^2}}}{r} \Leftrightarrow \dfrac{{GM}}{r} = {v^2}\)
Mà: \(v = \omega r = \dfrac{{2\pi }}{T}r\)
\( \Rightarrow \dfrac{{GM}}{r} = \dfrac{{4{\pi ^2}}}{{{T^2}}}{r^2} \Rightarrow M = \dfrac{{4{\pi ^2}{r^3}}}{{{T^2}G}} = \dfrac{{4{\pi ^2}.{{(3,{{84.10}^8})}^3}}}{{{{(27,32.86400)}^2}.6,{{67.10}^{ - 11}}}} \approx {6.10^{24}}{\rm{ kg}}\)
Đáp án : B
