Сила тяжіння і вага. Невагомість. Вага тіла в системі, що рухається прискорено.

Силу, з якою тіло притягується до Землі під дією поля тяжіння Землі, називають силою тяжіння.

Сила тяжіння — сила, з якою Земля притягує до себе тіла:

Вага тіла — це сила, з якою тіло діє на горизонтальну опору чи розтягує підвіс, на якій його підвішано, внаслідок притягання Землі (рис. 2, 3): На тіло, якезнаходиться на горизонтальній опорі (рис. 2), дві сили: сила тяжіння і сила нормальної реакції опори .

Вага тіла чисельно дорівнює силі тяжіння, якщо тіло перебуває в спокої і відрізняється від неї лише точкою прикладання (вектор ваги тіла на відміну від сили тяжіння, що має гравітаційну природу, прикладено до опори чи підвісу, а силу тяжіння — до тіла). Оскільки , то вага тіла також залежить від широти місцевості: максимальна на полюсах і мінімальна на екваторі.

3. Вага тіла, яке рухається з прискоренням

Якщо ж тіло чи підвіс будуть рухатись із прискоренням, то вага тіла буде відрізнятись від сили тяжіння, тобто P ≠ mg. Розглянемо це на таких прикладах:

1. Під час руху тіла (людини в ліфті) із прискоренням вага тіла буде дорівнювати (рис. 4, 5):

вниз — P = m(g - a), вгору — P = m(g + a):

Невагомість. Під час руху тіла на динамометрі із прискоренням прискорення можна підібрати таким, щоб воно дорівнювало g0 (а = 9,8 м/с чи b2/R = 9,8 м/с2). При цьому вага тіла дорівнюватиме нулю. У цьому стані тіло не тисне на опору і не розтягує підвіс (динамометр показує 0), тобто перебуває в стані невагомості.

Невагомість — стан механічної системи, за якого дія на систему зовнішніх сил не спричиняє взаємного тиску частинок цієї системи. При цьому всі частинки даної системи перебувають у невагомості і вага тіла дорівнює нулю, а діє лише сила тяжіння. У цьому випадку сила тяжіння виявляється лише динамічно, надаючи всій системі і тілам (тілу, опорі або підвісу), які знаходяться в ній, однакового прискорення.

Взагалі тіло під дією зовнішніх сил перебуватиме у стані невагомості в тому разі, якщо:

• дія зовнішніх сил є силою тяжіння;

• сили поля тяжіння надають всім частинкам тіла однакового прискорення у будь-якому його положенні;

• початкові швидкості всіх частинок тіла однакові.

Досліди з тілом, підвішеним до динамометра, підтверджують також попередні розрахунки ваги.

Вага тіла, напрям прискорення якого збігається з напрямом прискорення вільного падіння, менша за вагу тіла під час його перебування в спокої.

Дата добавления: 2015-11-14