29.03.2022 р.

Тема: Вага тіла, що рухається з прискоренням

Через силу  тяжіння Землі всі тіла мають вагу.

Сила, з якою тіло тисне на опору або розтягує підвіс, називають вагою.

Вагу тіла позначають P і вимірюють в ньютонах (H).  

 

Вага нерухомого тіла дорівнює  P=mg.

Формула визначення ваги нерухомого тіла така ж, як і формула сили тяжіння . Однак вага тіла і сила тяжіння - не одне і те ж.

Наприклад, сила тяжіння вільно падаючої трьохкілограмової цегли   приблизно становить 30 H (F=mg), а її вага P в момент падіння дорівнює 0 H (тому що цегла знаходиться в стані невагомості).

 

Якщо поміщене на опору або підвішене тіло нерухомо по відношенню до Землі або знаходиться в рівномірному русі вгору або вниз, тоді вага тіла не змінюється.

 

Вага змінюється, коли тіло переміщається вгору або вниз з прискоренням.
Під час поїздки в ліфті, якщо ми рухаємося з прискоренням вгору, наш вага збільшується, хоча сила тяжіння залишається незмінною.

 

Стан невагомості — це стан, коли тіло не тисне на опору і не розтягує підвіс. Таке відбувається, коли тіло вільно падає під впливом тільки сили гравітації.

Чому в космічному кораблі є стан невагомості?

Тому, що космічний корабель знаходиться у вільному падінні (він весь час як би падає на Землю, але пролітає повз). Це відбувається, коли космічний корабель досягає 1-ї космічної швидкості (7,9 км/с).

 

Якщо швидкість космічного корабля була б менше, він впав би на Землю, а якщо корабель досяг би  2-ї космічної швидкості (11,2 км/с), він став би штучним супутником Сонця.

 

Якщо швидкість космічного корабля досягне 3-ї космічної швидкості (16,7 км/с), тоді корабель буде прямувати з Сонячної системи до інших зірок.

На жаль, до найближчої зоряної системи Альфа Центавра потрібно летіти 18000 років, оскільки вона знаходиться на відстані 4 світлових років.

 

Цікаво, що для того, щоб досягти Місяця, ракета повинна розвивати швидкість, рівну 0,992 від другої космічної швидкості.

Вага тіла, яке рухається з прискоренням

а) Напрям прискорення а збігається з напрямом прискорення вільного падіння g.

P = m(g - а).

При а = g настає невагомість. На тіло діє лише сила тяжіння, воно втрачає вагу і вільно падає.

б) Напрям прискорення а протилежний до напряму прискорення вільного падіння g.

якщо а = g , то настає перевантаження.

Перевантаження характеризується числом, що показує, у скільки разів вага тіла, що рухається з прискоренням а і визначається формулою P = m(g + а), більша від ваги P = mg .  Тренована людина витримує перевантаження n≤ 9.

Розв'язування задач: