Силу тяжести с которой тела притягиваются к
Земле, нужно отличать от веса тела. Понятие веса широко используется в
повседневной жизни. Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его
притяжения к Земле действует на опору или подвес. При этом предполагается,
что тело неподвижно относительно опоры или подвеса. Пусть тело лежит на
неподвижном относительно Земли горизонтальном столе (рис. 1). Систему
отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. На тело
действуют сила тяжести
направленная вертикально вниз, и
сила упругости
с которой опора действует на тело. Силу
называют
силой нормального давления или силой реакции опоры. Силы,
действующие на тело, уравновешивают друг друга:
В соответствии с третьим законом
динамики тело действует на опору с некоторой силой
равной по модулю силе реакции опоры
и направленной в противоположную сторону:
По определению, сила
и
называется весом тела. Из приведенных выше соотношений видно, что
то есть вес
тела
равен силе тяжести
Но эти силы приложены к разным телам!
![]() |
Рисунок 1. Вес тела и сила тяжести. ![]() ![]() ![]() ![]() |
Если тело неподвижно висит на пружине, то роль силы реакции опоры (подвеса)
играет упругая силы пружины. По растяжению пружины можно определить вес тела и
равную ему силу притяжения тела Землей. Для определения веса тела можно
использовать также рычажные весы, сравнивая вес данного тела с весом гирь
на равноплечем рычаге. Приводя в равновесие рычажные весы путем уравнивая веса
тела суммарным весом гирь, мы одновременно достигаем равенства массы тела
суммарной массе гирь, независимо от значения ускорения свободного падения в
данной точке земной поверхности. Например, при подъеме в горы на высоту
1 км показания пружинных весов изменяются на 0,0003 от своего значения на
уровне моря. При этом равновесие рычажных весов сохраняется. Поэтому рычажные
весы являются прибором для определения массы тела путем сравнения с массой гирь
(эталонов). Рассмотрим теперь случай, когда тело лежит на опоре (или подвешено
на пружине) в кабине лифта, движущейся с некоторым ускорением
относительно Земли. Система отсчета, связанная с лифтом, не является
инерциальной. На тело по-прежнему действуют сила тяжести
и сила
реакции опоры
но теперь эти силы не уравновешивают друг друга. По второму закону
динамики
![]() |
Сила действующая на опору со стороны тела, которую и называют весом
тела, по третьему закону динамики равна
Следовательно, вес тела в
ускоренно движущемся лифте есть
|
Пусть вектор ускорения направлен по вертикали (вниз или
вверх). Если координатную ось OY направить вертикально вниз, то векторное
уравнение для
можно переписать в скалярной форме:
P = m(g – a). | (*) |
В этой формуле величины P, g и a следует рассматривать как проекции
векторов ,
и
на ось OY. Так как эта ось направлена вертикально вниз,
g = const > 0, а величины P и a могут быть как
положительными, так и отрицательными. Пусть, для определенности, вектор
ускорения
направлен вертикально вниз, тогда a > 0
(рис. 2).
![]() |
Рисунок 2. Вес тела в ускоренно движущемся лифте. Вектор
ускорения ![]() |
Из формулы (*) видно, что если a < g, то вес тела P в ускоренно
движущемся лифте меньше силы тяжести. Если a > g, то вес тела
изменяет знак. Это означает, что тело прижимается не к полу, а к потолку кабины
лифта («отрицательный» вес). Наконец, если a = g, то P = 0.
Тело свободно падает на Землю вместе с кабиной. Такое состояние называется
невесомостью. Оно возникает, например, в кабине космического корабля при
его движении по орбите с выключенными реактивными двигателями. Если вектор
ускорения направлен вертикально вверх (рис. 3), то
a < 0 и, следовательно, вес тела всегда будет превышать по модулю
силу тяжести. Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или
подвеса, называют перегрузкой. Действие перегрузки испытывают космонавты,
как при взлете космической ракеты, так и на участке торможения при входе корабля
в плотные слои атмосферы. Большие перегрузки испытывают летчики при выполнении
фигур высшего пилотажа, особенно на сверхзвуковых самолетах.
![]() |
Рисунок 3. Вес тела в ускоренно движущемся лифте. Вектор
ускорения ![]() |
Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |