Сила тяжести
\(F_{\text{тяж}}=mg\); \(g\approx9{,}8\,\text{м/с}^2\), в приближённых задачах 10 м/с².
Связь между силой тяжести и массой тела. Вес тела
Свободное падение — движение под действием только силы тяжести. Его ускорение обозначают g. В одном месте все тела независимо от массы падают с одинаковым ускорением, если другими действиями, например сопротивлением воздуха, можно пренебречь. Вблизи поверхности Земли g ≈ 9,8 м/с².
Сила тяжести прямо пропорциональна массе: \(F_{\text{тяж}}=mg\). Величину g можно выражать и в Н/кг: на каждый килограмм массы приходится около 9,8 Н силы тяжести. В приближённых задачах принимают g ≈ 10 Н/кг. Тогда на тело массой 100 г действует сила около 1 Н.
С высотой притяжение и g уменьшаются, хотя возле поверхности изменение невелико. Есть зависимость и от географической широты: в учебнике приведены около 9,83 м/с² на полюсе и 9,78 м/с² на экваторе. Масса того же тела при переносе остаётся прежней, меняется сила тяжести.
Вес тела — сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. Например, ведро тянет удерживающую его руку вниз, а стоящее тело давит на опору. Вес — векторная величина, обозначаемая \(\vec P\), его модуль P измеряют в ньютонах.
Нужно различать три тела и соответствующие действия: Земля действует на тело силой тяжести; тело действует на опору своим весом; опора действует на тело силой упругости. Сила тяжести имеет гравитационную природу, вес в рассматриваемых случаях связан с упругим взаимодействием. Сила тяжести и вес приложены к разным телам, поэтому не могут уравновешивать друг друга.
Если горизонтальная опора с телом покоится относительно Земли или движется равномерно и прямолинейно, P = Fтяж = mg. В примере ученик массой 40 кг при g ≈ 10 Н/кг испытывает силу тяжести 400 Н и действует на неподвижную опору с весом 400 Н. Равные числовые значения здесь не превращают две силы в одну.
Невесомость — состояние, при котором тело не давит на опору и не растягивает подвес. Она возникает при совместном свободном падении тела и его опоры. В опыте после освобождения подвеса груз с лёгкой пружиной падает, и растяжение пружины исчезает. Кратковременную невесомость испытывают при прыжке, длительную — в орбитальном полёте: космонавты и станция падают совместно.
Нулевой вес не означает отсутствия массы или силы тяжести. Именно тяготение вызывает свободное падение и удерживает станцию на орбите. Длительная невесомость изменяет привычные нагрузки на части тела и работу организма; специальная физическая подготовка помогает переносить полёт и восстанавливаться после возвращения.
Сила тяжести \(F_{\text{тяж}}=mg\) действует на тело со стороны Земли. Вес — сила действия тела на опору или подвес. При покое относительно Земли \(P=mg\), а при свободном падении вес равен нулю.
Как определить силу тяжести тела известной массы?
Перевести массу в килограммы и вычислить \(F_{\text{тяж}}=mg\), выбрав местное \(g\). Вблизи Земли обычно \(g\approx9{,}8\,\text{м/с}^2\); для приблизительных задач здесь принято \(10\,\text{м/с}^2\). Направление вертикально вниз.
Что называют весом тела?
Силу, с которой тело из-за притяжения к Земле действует на опору или подвес. Вес измеряется в ньютонах. Это не масса, которая измеряется в килограммах.
В чём сходство и различие веса и силы тяжести?
Обе силы связаны с притяжением к Земле и при покоящейся или равномерно движущейся горизонтальной опоре могут иметь одинаковые модули и направления. Сила тяжести приложена к самому телу, а вес — к опоре или подвесу. Поэтому они не уравновешивают друг друга. В свободном падении вес исчезает, а сила тяжести сохраняется.
По какой формуле определяют вес тела?
В рассматриваемом случае неподвижной относительно Земли горизонтальной опоры или её равномерного прямолинейного движения \(P=mg\). При ускорении опоры эта формула в общем случае меняется; в свободном падении \(P=0\).
Выберите номер, чтобы открыть условие и пошаговое решение.
1 2 3 4 5 6 7Пример в тексте
Обсуждаем вместе
Это любопытно…: невесомость
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.