Для решения задачи нам потребуется формула для ускорения свободного падения на поверхности планеты:
[ g = \frac{G M}{R^2} ]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная,
- ( M ) — масса планеты,
- ( R ) — радиус планеты.
Обозначим массу Земли как ( M_E ) и радиус Земли как ( R_E ). Тогда масса данной планеты ( M = 8 M_E ) и радиус данной планеты ( R = 2 R_E ).
Теперь подставим эти значения в формулу для ускорения свободного падения:
[ g_{\text{планеты}} = \frac{G \cdot 8 M_E}{(2 R_E)^2} ]
Упростим выражение:
[ g_{\text{планеты}} = \frac{8 G M_E}{4 R_E^2} = \frac{2 G M_E}{R_E^2} ]
Для Земли ускорение свободного падения ( g_{\text{Земли}} ) выражается как:
[ g_{\text{Земли}} = \frac{G M_E}{R_E^2} ]
Теперь найдем отношение ускорений свободного падения на поверхности планеты и Земли:
[ \frac{g{\text{планеты}}}{g{\text{Земли}}} = \frac{\frac{2 G M_E}{R_E^2}}{\frac{G M_E}{R_E^2}} = \frac{2 G M_E}{R_E^2} \cdot \frac{R_E^2}{G M_E} = 2 ]
Таким образом, отношение ускорения свободного падения на поверхности планеты к ускорению свободного падения на поверхности Земли равно 2.