Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання

МЕХАНІКА

2. ОСНОВИ ДИНАМІКИ

2.2. СИЛИ В МЕХАНІЦІ

2.2.4. ВАГА ТІЛА. ВАГА ТІЛА, ЯКЕ РУХАЄТЬСЯ З ПРИСКОРЕННЯМ. ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ. НЕВАГОМІСТЬ

Вага тіла — це сила, з якою тіло діє на опору чи підвіс унаслідок притягання його до Землі.

Якщо опора перебуває в спокої або рухається рівномірно і прямолінійно, то вага тіла за величиною і напрямом збігається з силою тяжіння. Але вага прикладена до опори чи підвісу, а сила тяжіння — до центра маси тіла отже,

Якщо опора горизонтальна, вага тіла є силою пружності, з якою тіло діє на опору (рис. 34).

Рис. 34

Якщо опора — похила площина, то вага тіла — рівнодійна сил пружності й тертя спокою, з якими тіло діє на опору (рис. 35):

де — сила реакції опори; — нормальна реакція опори; _н.т — сила нормального тиску.

Рис. 35

Вага тіла, яке рухається з прискоренням, змінюється.

Якщо прискорення тіла напрямлене вертикально вгору, то його вага збільшується:

Якщо а = ng, то виникає перевантаження у (n+1) разів:

Перевантаження показує, у скільки разів збільшується вага тіла, яке рухається з прискоренням, порівняно з вагою тіла, яке перебуває в спокої на горизонтальній опорі.

Якщо прискорення тіла напрямлене вертикально вниз, то модуль ваги тіла дорівнює:

Якщо прискорення тіла дорівнює прискоренню вільного падіння, то вага тіла дорівнює нулю (стан невагомості):

Невагомість — це такий стан тіла, при якому відсутня внутрішня напруженість, обумовлена силою тяжіння.

Причина невагомості полягає в тому, що сила тяжіння надає тілу і його опорі однакового прискорення. Цей висновок справедливий для всіх тіл, які рухаються тільки під дією сили тяжіння.

Якщо прискорення тіла напрямлене горизонтально, то модуль ваги визначається за формулою:

Вага тіла напрямлена під кутом а до вертикалі (рис. 36):

Рис. 36