Почему сила притяжения по мере удаления от земли уменьшается?

Потому что сила притяжения обратно пропорциональна расстоянию между телами. чем больше знаменатель (расстояние) тем меньше дробь (сила притяжения)

Дано:                                                  Решение:
v₁ = 30 км/ч                              S = 30(t-1) 
v₂ = 20 км/ч                              S = 20(t+1)   =>   30t-30 = 20t+20
t₁ = t - 1                                                                  10t = 50
t₂ = t + 1                                                                t = 5 (ч)  S=120 км

Найти: v = ?                              v = S/t = 120/5 = 24 (км/ч)

ответ: Чтобы добраться вовремя, конек-горбунок должен скакать со
           скоростью 24 км/ч

Зафиксируем две точки: крайняя левая на длинном поезде и крайняя правая на коротком, и ими будем характеризовать движение двух поездов.
чтобы малый поезд мимо большого, вначале у большого и малого должны встретиться крайняя левая длинного и крайняя правая короткого точки -это начало момента прохождения одного поезда вдоль другого.
конец этого движения соответствует стыку крайней правой точки длинного состава и крайней левой точки короткого.
пусть движение начиналось из точки х0=0
тогда в момент начала движения крайняя левая точка короткого находилась на расстоянии L1 от крайней левой точки  длинного поезда
в момент конца движения - крайняя левая точка короткого находится на расстоянии L2 от крайней левой точки длинного поезда
при это нужно учитывать путь который длинный поезд за время t
тогда крайняя левая точка длинного поезда путь S=v2t
а крайняя левая точка короткого путь L1+S+L2 и это равно v1t
отсюда
S=v1t-L1-L2
v1t-L1-L2=v2t
t(v1-v2)=L1+L2
t=(L1+L2)/(v1-v2)=(300+510)/(72-36)=810/36=22.5 км/ч