|
|
|
Глава 1. Законы механики
§ 16. Невесомость и перегрузкиКакую силу называют силой упругости? Вспомните закон Гука. Какую силу называют весом тела? 1. Как вы уже знаете из курса физики 7 класса, силу, с которой тело, вследствие его притяжения к Земле, действует на опору или подвес, называют весом тела. Если тело, подвешенное на нити или помещённое на опору, покоится или движется равномерно и прямолинейно, то его вес по модулю равен силе тяжести: Р = mg. Вес тела приложен к опоре или подвесу, в отличие от силы тяжести, приложенной к телу. Вес и сила тяжести имеют не только разные точки приложения, но и разную природу: сила тяжести — гравитационная сила, а вес — сила упругости. 2. Предположим теперь, что тело вместе с опорой или подвесом движется относительно Земли с ускорением. Будут ли в этом случае равны вес тела и сила тяжести? Рассмотрим движение человека в лифте. Пусть лифт имеет ускорение
Пользуясь вторым законом Ньютона, можно записать в векторной форме:
Направим ось У вертикально вниз и запишем это уравнение в проекциях на ось, учитывая, что Fтяж = mg, проекции ускорения и силы тяжести на ось У положительны, а проекция силы реакции опоры отрицательна. Получим: mg - N = mа. Отсюда: N = mg - mа = m(g - а). По третьему закону Ньютона вес тела по модулю равен силе реакции опоры: Р = N. Тогда Р = m(g - а). Таким образом, если тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением, направленным так же, как и ускорение свободного падения, то его вес меньше силы тяжести, т. е. меньше веса покоящегося тела. Уменьшение веса вы испытываете, находясь в лифте, в момент начала его движения вниз. Если ускорение тела равно ускорению свободного падения а = g, то вес тела Р = 0. Такое состояние называют состоянием невесомости. В состоянии невесомости пребывают космонавты в космическом корабле во время полёта, поскольку они движутся вокруг Земли с центростремительным ускорением, равным ускорению свободного падения.
|
|
|