Вага тіла. Невагомість. Рух штучних супутників Землі

Перша космічна швидкість.

План

1. Вага тіла.

2. Невагомість.

3. Рух штучних супутників Землі. Перша космічна швидкість.

Вага тіла.

Вага тіла - це сила, з якою тіло діє на горизонтальну опору чи розтягує підвіс, на якій його підвішено, внаслідок притягання Землі (рис.2.2.20, 2.2.21).

На тіло, яке знаходиться на горизонтальній опорі (рис.2.2.20), діє дві сили: сила тяжіння і сила нормальної реакції опори .

На підставі другого закону Ньютона маємо: А оскільки тіло знаходиться в спокої, то тобто модулі цих сил рівні:

Крім того, за третім законом Ньютона сила реакції опори дорівнює за модулем і протилежна за напрямом силі, з якими тіло діє на опору, тобто вазі тіла:

Вага тіла чисельно дорівнює силі тяжіння, якщо тіло знаходиться 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. Якщо ж тіло чи підвіс будуть рухатись із прискоренням, то вага тіла буде відрізнятись від сили тяжіння, тобто . Розглянемо це на таких прикладах:

1. Під час руху тіла (людини в ліфті) із прискоренням вага тіла буде дорівнювати: вниз – P=(g-a), вгору - P=(g+a) (рис. 2.2.22, 2.2.23):

2. Під час руху тіла по випуклому мосту (рис.2.2.24) доцентрове прискорення буде напрямлене вниз, відповідно вага тіла буде дорівнювати: а під час руху тіла по ввігнутому мосту (рис.2.2.25)

3. Під час руху тіла на динамометрі із прискоренням прискорення можна підібрати таким, щоб воно дорівнювало g₀ (a = 9,8 м/с² чи = 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 знаходиться в стані невагомості.

Невагомість.

Невагомість - стан механічної системи, при якому дія на систему зовнішніх сил не викликає взаємного тиску частинок цієї системи. При цьому всі частинки даної системи знаходяться в 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 буде знаходитись у стані невагомості в тому разі, якщо:

1. дія зовнішніх сил є силою тяжіння;

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

3. 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.

Поиск по сайту: