בחודש פברואר 2019 שוגרה הגשושית (חללית) הישראלית "בראשית" אל הירח. במהלך תנועתה של בראשית אל הירח מכדור הארץ היא הגיעה לנקודה A. החל מנקודה זו בראשית נעה סביב הירח (ראה תרשים — קנה המידה אינו מדויק). בהמשך תנועתה הופעלו מנועיה של בראשית כדי שהיא תאט ותנחת רכה על פני הירח (מהירות אפסית בקרבת פני הירח). בפועל, בשל תקלה טכנית, המהירות של בראשית בקרבת פני הירח הייתה גבוהה מן המתוכנן, והיא התרסקה על פני הירח.

חשב את היחס בין הגודל של כוח הכבידה F_E שכדור הארץ מפעיל על הגשושית לבין הגודל של כוח הכבידה F_M שהירח מפעיל על הגשושית, ברגע שבו היא חולפת בנקודה A .

חשב את גודל המהירות של הגשושית, v_A , במסלולה המעגלי r_S סביב הירח.

עומר, תלמיד מגמת פיזיקה, טוען כי r_M ו־ T_M (זמן המחזור של הירח סביב כדור הארץ) ידועים, ולכן אפשר לחשב את זמן המחזור T_S של הגשושית במסלול המעגלי r_S בעזרת החוק השלישי של קפלר. דנה, הלומדת באותה הכיתה, אינה מסכימה עם טענה זו.

סעיף ג. קבע מי צודק, עומר או דנה. נמק את קביעתך.

הנח כי מסת הגשושית קבועה, m = 164kg , וכי הגשושית נחתה על פני הירח במהירות אפס.

סעיף ד. חשב את העבודה W המבוצעת על הגשושית בעוברה מן המסלול r_S ועד נחיתתה הרכה על פני הירח. בחישובך הזנח את השפעת כדור הארץ על הגשושית.

נתון כי בשלב הנחיתה הרכה, המנועים של הגשושית פולטים גזים בכיוון תנועתה של הגשושית.

סעיף ה. השתמש בשיקולים פיזיקליים והסבר מדוע המנועים פולטים את הגזים בכיוון זה.