В начале астрономического исследования Солнечной системы в 1766 г. немецким физиком И. Тициусом было сформулировано правило, приблизительно описывающее расстояния планет от Солнца. В 1781 г. после открытия Урана, большая полуось орбиты которого точно соответствовала этому правилу, И. Э. Боде предположил о возможности существования пятой от Солнца планеты между орбитами Марса и Юпитера с периодом обращения вокруг Солнца Tх ≈ 4,7 года, которая до сих пор не была обнаружена. Вместо нее, как выяснилось позже, образовался пояс астероидов, которые не смогли «слипнуться» в планету из-за влияния тяготения массивного Юпитера. Каково было бы среднее расстояние от этой несостоявшейся планеты до Солнца в астрономических единицах? 1 а. е. = 150 млн км — среднее расстояние от Земли до Солнца. Орбиты планет можно считать окружностями, лежащими в одной плоскости, с центром в Солнце.
Запишем вначале уравнение вращательного движения Земли вокруг Солнца по круговой орбите под действием силы тяготения: где сила тяготения
центростремительное ускорение
Тогда получаем:
Отсюда следует, что величина постоянная. Аналогичную формулу можно записать для всех таких планет, в том числе и для «несостоявшейся» планеты Х между Марсом и Юпитером. Поэтому:
Из последнего соотношения следует, что:
Ответ:

