Номер 10, страница 105 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 2. Динамика. Параграф 13. Вес и невесомость - номер 10, страница 105.

Условие.

10. Сравните вес и силу тяжести: что у них общего и чем они различаются?

Решение.

Что у них общего
Вес и сила тяжести — это две физические величины, которые в быту часто отождествляют, но в физике они имеют как общие черты, так и принципиальные различия.
Общие характеристики:
1. Тип величины: Обе являются силами, то есть векторными физическими величинами, которые характеризуются модулем, направлением и точкой приложения.
2. Единицы измерения: Так как обе величины являются силами, в системе СИ они измеряются в ньютонах (Н).
3. Направление (в определённых условиях): Когда тело покоится на горизонтальной опоре, и вес, и сила тяжести направлены одинаково — вертикально вниз.
4. Равенство модулей (в определённых условиях): Для тела, находящегося в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения относительно Земли, модуль веса $\text{P}$ равен модулю силы тяжести $F_{тяж}$, и оба могут быть вычислены по формуле $mg$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.
Ответ: Общим для веса и силы тяжести является то, что обе величины — это силы, измеряемые в ньютонах. В состоянии покоя на горизонтальной опоре их модули равны, а направления совпадают.

Чем они различаются
Несмотря на указанные сходства, вес и сила тяжести — это разные силы.
Ключевые различия:
1. Физическая природа: Сила тяжести — это гравитационная сила, с которой Земля притягивает тело. Вес — это сила упругости, с которой тело, вследствие притяжения к Земле, действует на опору или подвес.
2. Точка приложения: Сила тяжести приложена к центру масс тела. Вес приложен к опоре или подвесу.
3. Зависимость от движения: Сила тяжести, действующая на тело, не зависит от его движения и всегда равна $F_{тяж} = mg$ (вблизи поверхности Земли). Вес тела $\text{P}$ зависит от ускорения, с которым движется опора или подвес.
- При ускоренном подъёме вес увеличивается (перегрузка): $P = m(g+a)$.
- При ускоренном спуске вес уменьшается: $P = m(g-a)$.
- В состоянии свободного падения (невесомость), когда ускорение системы равно $\text{g}$, вес тела равен нулю ($P=0$), в то время как сила тяжести продолжает действовать и сообщает телу это ускорение.
Ответ: Вес и сила тяжести различаются по своей физической природе (упругая и гравитационная соответственно), точкам приложения (опора/подвес и центр масс тела) и зависимостью от ускорения (вес меняется, сила тяжести — нет).