Номер 9, страница 87, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава II. Динамика. Параграф 8. Силы упругости - номер 9, страница 87.

Условие.

°9. Найдите два отличия веса от силы тяжести.

Сила нормальной реакции и вес являются по своей физической природе силами упругости, хотя мы не замечаем ни деформации яблока, ни деформации стола, связанных с этими силами. Незаметной будет и деформация нити, если подвесить к ней яблоко (рис. 8.6, а), но если подвесить это же яблоко к мягкой пружине, то её деформация станет хорошо заметной (рис. 8.6, б).

А ведь силы упругости, действующие на подвешенное яблоко со стороны нити и со стороны пружины, одинаковы!

Рис. 8.6

Решение 2.

Вес тела и сила тяжести — это различные физические понятия, хотя в состоянии покоя на горизонтальной поверхности их модули равны. Существует несколько ключевых отличий.

1. Физическая природа и точка приложения.
Сила тяжести ($F_{тяж}$) — это гравитационная сила, с которой планета (например, Земля) притягивает тело. Эта сила приложена к центру масс самого тела и направлена к центру планеты.
Вес ($\text{P}$) — это сила, с которой тело, вследствие притяжения к планете, действует на опору или подвес. По своей природе вес является силой упругости (имеет электромагнитную природу), возникающей при деформации опоры или подвеса. Вес приложен не к телу, а к опоре или подвесу.

2. Зависимость от ускорения.
Сила тяжести для тела в определенной точке пространства является величиной постоянной и определяется по формуле $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Она не зависит от того, движется тело с ускорением или нет.
Вес тела, в отличие от силы тяжести, может изменяться, если тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением. Например, в лифте, который начинает движение вверх с ускорением $\text{a}$, вес тела увеличивается (состояние перегрузки): $P = m(g+a)$. Если лифт движется вниз с ускорением $\text{a}$, вес уменьшается: $P = m(g-a)$. В состоянии свободного падения (невесомость), когда $a=g$, тело перестает давить на опору, и его вес становится равен нулю ($P=0$), хотя сила тяжести при этом продолжает действовать на тело.

Ответ:
1. У силы тяжести и веса разная физическая природа (гравитационная у силы тяжести и электромагнитная/упругая у веса) и разные точки приложения (сила тяжести приложена к центру масс тела, а вес — к опоре или подвесу).
2. Сила тяжести для тела в данной точке является постоянной величиной, в то время как вес может изменяться (увеличиваться, уменьшаться или равняться нулю) в зависимости от ускорения, с которым движется тело вместе с опорой или подвесом.