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Example 1: Calculate the gravitational force if the mass of the sun is \( 1.99 \times 10^{\wedge} 30 \mathrm{~kg} \) and earth is \( 5.97 \times 10^{\wedge} 24 \mathrm{~kg} \) separated by the distance \( 1.5 \times 10^{\wedge} 11 \mathrm{~m} \) ?(Gravitational constant \( \mathrm{G}=6.673 \times 10^{\wedge}-11 \mathrm{Nm} 2 / \) Kg 2 ) \( \quad \) Edited 19:23

Ask by Malone Chavez. in Gambia
Dec 21,2024

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The gravitational force between the sun and the earth is approximately \( 2.94 \times 10^{34} \, \text{N} \).

Solución

To calculate the gravitational force between the sun and the earth, we can use the formula for gravitational force: \[ F = \frac{G \cdot m_1 \cdot m_2}{r^2} \] where: - \( F \) is the gravitational force - \( G \) is the gravitational constant - \( m_1 \) is the mass of the sun - \( m_2 \) is the mass of the earth - \( r \) is the distance between the sun and the earth Given: - Mass of the sun, \( m_1 = 1.99 \times 10^{30} \, \text{kg} \) - Mass of the earth, \( m_2 = 5.97 \times 10^{24} \, \text{kg} \) - Distance between the sun and the earth, \( r = 1.5 \times 10^{11} \, \text{m} \) - Gravitational constant, \( G = 6.673 \times 10^{-11} \, \text{Nm}^2/\text{kg}^2 \) Substitute the given values into the formula to calculate the gravitational force. Calculate the value by following steps: - step0: Calculate: \(\frac{\left(6.673\times 10-11\right)\times 1.99\times 10^{30}\times 5.97\times 10^{24}}{\left(1.5\times 10^{11}\right)^{2}}\) - step1: Multiply the numbers: \(\frac{\left(66.73-11\right)\times 1.99\times 10^{30}\times 5.97\times 10^{24}}{\left(1.5\times 10^{11}\right)^{2}}\) - step2: Subtract the numbers: \(\frac{55.73\times 1.99\times 10^{30}\times 5.97\times 10^{24}}{\left(1.5\times 10^{11}\right)^{2}}\) - step3: Multiply: \(\frac{662089119\times 10^{48}}{\left(1.5\times 10^{11}\right)^{2}}\) - step4: Evaluate the power: \(\frac{662089119\times 10^{48}}{2.25\times 10^{22}}\) - step5: Reduce the fraction: \(\frac{220696373\times 10^{48}}{75\times 10^{20}}\) The gravitational force between the sun and the earth is approximately \( 2.94 \times 10^{34} \, \text{N} \).

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Extra Insights

To calculate the gravitational force between the Sun and Earth, you can use Newton's law of universal gravitation, which is expressed as: \[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \] Where \( F \) is the gravitational force, \( G \) is the gravitational constant (\( 6.673 \times 10^{-11} \ \text{Nm}^2/\text{kg}^2 \)), \( m_1 \) is the mass of the Sun (\( 1.99 \times 10^{30} \ \text{kg} \)), \( m_2 \) is the mass of the Earth (\( 5.97 \times 10^{24} \ \text{kg} \)), and \( r \) is the distance between their centers (\( 1.5 \times 10^{11} \ \text{m} \)). Plugging in the values gives: \[ F = 6.673 \times 10^{-11} \frac{(1.99 \times 10^{30})(5.97 \times 10^{24})}{(1.5 \times 10^{11})^2} \] Calculating this will yield the gravitational force between the two bodies! Did you know that in history, the concept of gravity was first understood by Isaac Newton in the 17th century? He famously formulated the universal law of gravitation, explaining that every mass attracts every other mass in the universe. His work laid the groundwork for classical mechanics and has been a fundamental aspect of physics since then! In the real world, the gravitational force ensures that planets, including Earth, orbit the Sun rather than drifting off into space. This delicate balance between gravitational pull and orbital motion keeps our solar system stable. Additionally, understanding gravitational forces is crucial for space missions, as it helps determine trajectory and fuel requirements for spacecraft exploring other planets and celestial bodies!

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