Puneți piatra pe capacul orizontal al mesei, stând pe Pământ (Figura 104). Deoarece accelerarea relației de piatră față de Pământ este egală cu gloantele, conform celei de-a doua legi a lui Newton, suma forțelor care acționează asupra ei este zero. În consecință, efectul asupra pietrei asupra gravitației trebuie să fie compensat de alte forțe. Este clar că sub acțiunea pietrei este deformată capacul mesei. Prin urmare, forța elastică acționează asupra pietrei din partea laterală a mesei. Dacă presupunem că piatra interacționează numai cu Pământul și masa de masă, atunci forța elastică trebuie să echilibreze gravitația: Fωпр = -m · g. Această forță se numește forță elastică, iar reacția podelei denotă litera N. latinesc Deoarece accelerația gravitațională îndreptată în jos pe verticală, forța îndreptată vertical în sus N - perpendicular pe suprafața de sus a mesei.
Deoarece topul de masă acționează asupra pietrei, conform celei de-a treia legi a lui Newton și piatra acționează pe capacul mesei prin forța P = -N (Figura 105). Această forță se numește greutate.
Greutatea corpului este forța cu care acest corp acționează asupra suspensiei sau suportului, fiind relativ suspendat sau susținut într-o stare staționară.
Este evident că în cazul considerat, greutatea pietrei este egală cu forța gravitației: P = m · g. Acest lucru va fi valabil pentru orice organism care se sprijină pe suspensie (suport) în raport cu Pământul (Figura 106). Evident, în acest caz, punctul de fixare al suspensiei (sau suportului) este fixat față de Pământ.
Pentru un corp care se sprijină pe o suspensie fixă față de Pământ (suport), greutatea corpului este egală cu forța gravitației.
Greutatea corpului va fi, de asemenea, egală cu forța gravitațională care acționează asupra corpului dacă corpul și suspensia (suportul) se deplasează uniform în mod direct față de Pământ.
Dacă corpul și suspensia (propultura) se deplasează în raport cu Pământul cu accelerație, astfel încât corpul să rămână staționar în raport cu suspensia (suportul), atunci greutatea corpului nu va fi egală cu forța gravitației.
Să luăm în considerare un exemplu. Lăsați corpul de masă m să se afle pe podeaua ascensorului, accelerația a cărei direcție este direcționată vertical în sus (Figura 107). Presupunem că acționează pe singurul corp m gravitatea · g și N. forța de reacție podea (greutatea corporală nu acționează asupra organismului, și un suport. - etaj lift) în sistemul de referință fix în raport cu corpul Pământului pe podeaua liftului se deplasează împreună cu lift cu accelerație a. Conform celei de-a doua legi a lui Newton, produsul corpului prin accelerație este egal cu suma tuturor forțelor care acționează asupra corpului. De aceea: m · a = N - m · g.
Prin urmare, N = m · a + m · g = m · (g + a). Aceasta înseamnă că dacă ascensorul are o accelerație direcționată vertical în sus, modulul forței de reacție a podelei N va fi mai mare decât modulul gravitațional. De fapt, forța reacției podelei nu numai că va compensa acțiunea gravitației, dar va da și accelerația corporală în direcția pozitivă a axei X.
Forța N este forța cu care podeaua ascensorului acționează asupra corpului. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, corpul acționează pe podea cu o forță P a cărei valoare este egală cu modulul N, dar forța P este îndreptată în direcția opusă. Această forță este greutatea corpului într-un lift în mișcare. Modulul acestei forțe este P = N = m + (g + a). Astfel, într-un elevator care se deplasează cu o accelerație în sus față de Pământ, modulul greutății corpului este mai mare decât modulul gravitațional.
Acest fenomen se numește supraîncărcare.
De exemplu, permiteți accelerația a ascensorului să fie îndreptată vertical în sus și valoarea sa este g, adică a = g. În acest caz, modulul greutății corpului - forța care acționează asupra podelei ascensorului - va fi egală cu P = m + (g + a) = m + (g + g) = 2m · g. Adică, greutatea corporală în acest caz va fi de două ori mai mare decât în ascensor, care este staționară față de Pământ sau se mișcă în mod uniform rectiliniu.
Pentru un corp pe o suspensie (sau suport) care se deplasează cu accelerație față de Pământ, îndreptată vertical în sus, greutatea corpului este mai mare decât forța gravitației.
Raportul de greutate corporală într-o mișcare rapidă față de Pământ pentru a ridica greutatea aceluiași corp sau într-un mod uniform în mișcare de repaus rectiliniu factorul de congestie apel lift sau, mai pe scurt, suprasarcină.
Factorul de suprasarcină (suprasarcină) este raportul dintre greutatea corporală în cazul supraîncărcării și gravitației care acționează asupra corpului.
In cazul de mai sus, o suprasarcină este 2. Se înțelege că, dacă accelerația ascensorului este îndreptat în sus, iar valoarea sa a fost egală cu a = 2g, coeficientul de suprasarcină ar fi egal cu 3.
Acum, imaginați-vă că corpul m masă se află pe podeaua ascensorului, a cărui accelerație este relativă la Pământ orientată vertical în jos (opusă axei X). Dacă un modul de accelerare de ridicare este mai mică decât modulul accelerației gravitaționale, forța de reacție va continua să ridice podea îndreptat în sus, în direcția pozitivă a axei X, iar modulul este egală cu N = m · (g - a). În consecință, modulul greutății corporale va fi egal cu P = N = m + (g - a), adică va fi mai mic decât modulul de greutate. Astfel, corpul va apăsa pe podeaua ascensorului cu o forță al cărei modul este mai mic decât modulul de greutate.
Acest sentiment este familiar tuturor celor care au călătorit într-un ascensor de mare viteză sau s-au învârtit pe un leagăn mare. Când vă deplasați în jos de la punctul de sus, simțiți că presiunea pe suport este în scădere. Dacă accelerația suportului este pozitivă (liftul și leagănul încep să crească), sunteți apăsat mai mult pe suport.
Dacă accelerația ascensorului în raport cu pământul este îndreptată în jos și este accelerația modulo egal cu cădere liberă (elevator cade liber), atunci forța de reacție a podelei devine egală cu zero: N = m · (g - a) = m · (g - g) = 0. În acest caz, podeaua ascensorului se va opri apăsând pe corpul care se află pe el. În consecință, conform celei de-a treia legi a lui Newton, corpul nu va presa pe podeaua ascensorului, făcând o cădere liberă împreună cu ascensorul. Greutatea corpului va fi zero. O astfel de stare este numită stare de greutate.
O stare în care greutatea corporală este zero se numește greutate.
În cele din urmă, dacă accelerația ascensorului, îndreptată spre Pământ, devine mai mare decât accelerarea caderii libere, corpul va fi presat pe tavanul liftului. În acest caz, greutatea corpului își va schimba direcția. Starea de greutate va dispărea. Acest lucru poate fi văzut cu ușurință dacă trageți brusc în jos borcanul cu obiectul din acesta, închizând partea superioară a cutiei cu palma, așa cum se arată în Fig. 108.
Greutatea corpului este forța cu care acest corp acționează asupra a crescut sau susținut, fiind relativ suspendat sau susținut într-o stare staționară.
Greutatea corpului în ascensor, care se deplasează cu accelerația îndreptată în sus față de Pământ, este mai mare în mărime decât modulul gravitațional. Acest fenomen se numește supraîncărcare.
Factorul de suprasarcină (suprasarcină) este raportul dintre greutatea corporală, atunci când este suprasolicitat gravitației, care acționează asupra acestui corp.
Dacă greutatea corporală este zero, atunci această stare este numită greutate.
- Ce forță se numește forța de reacție a suportului? Ce se numește greutate corporală?
- Care este greutatea corpului aplicat?
- Dați exemple atunci când greutatea corporală: a) este egală cu forța gravitației; b) este egal cu zero; c) o mai mare gravitate; d) mai puțin decât gravitatea.
- Ce se numește supraîncărcare?
- Ce condiție se numește imponderabilitate?
- Sergeanul de șapte grade se află pe balanțele de podea din cameră. Acul dispozitivului a fost instalat în fața divizării de 50 kg. Determinați modulul de greutate al Sergei. Răspundeți la celelalte trei întrebări despre această putere.
- Găsiți supraîncărcarea cu care se confruntă cosmonautul, care se află într-o rachetă care se ridică vertical în sus cu accelerația a = 3g.
- Cu ce forță un astronaut cu o masă de m = 100 kg acționează asupra rachetei prezentate în Exercițiul 2? Care este numele acestei puteri?
- Găsiți greutatea unui astronaut cu o masă m = 100 kg într-o rachetă care: a) rămâne pe lansator; b) se ridică cu o accelerație a = 4g, direcționată vertical în sus.
- Determinați modulul forțelor care acționează asupra unei greutăți cu o masă m = 2 kg, care se blochează pe un fir ușor atașat la tavanul camerei. Care sunt modulele forței elastice care acționează pe partea firului: a) asupra greutății; b) pe plafon? Care este greutatea unei greutăți? Notă: utilizați legile lui Newton pentru a răspunde la întrebări.
- Gasiti greutatea unei sarcini de masa m = 5 kg, suspendata pe firul tavanului ascensorului de mare viteza, daca: a) ascensorul creste treptat; b) ascensorul este coborât în mod egal; c) ridicarea ascensorului la o viteză de decelerare ridicată, cu accelerație a = 2 m / s 2; d) coborârea în jos la o viteză de v = 2 m / s, ridicarea a început frânarea cu accelerație a = 2 m / s 2; e) ascensorul a început să se deplaseze în sus cu accelerația a = 2 m / s 2; e) liftul a început să se deplaseze în jos cu accelerație a = 2 m / s 2.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: