Номер 3, страница 110 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 17. Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона. Глава 3. Динамика. Механика - номер 3, страница 110.

Условие.

3. Приведите пример тела, находящегося в состоянии невесомости.

Решение.

3 Состояние невесомости — это состояние, при котором вес тела равен нулю. Вес тела ($P$) — это сила, с которой тело, вследствие гравитационного притяжения, действует на опору или подвес. Если тело движется только под действием силы тяжести, то оно находится в состоянии свободного падения. В этом случае ускорение тела ($a$) равно ускорению свободного падения ($g$), и тело перестает оказывать давление на опору. Математически вес тела, движущегося с ускорением $a$, можно выразить формулой $P = m(g-a)$ (где ускорение $a$ направлено вертикально вверх). Когда тело свободно падает, его ускорение направлено вниз и равно $g$, то есть $a=-g$ в данной системе отсчета, что неверно. Правильнее сказать, что при свободном падении и тело, и его возможная опора падают с одинаковым ускорением $g$, поэтому тело не давит на опору. Следовательно, его вес $P$ становится равным нулю.

Классическим и наиболее известным примером является состояние космонавтов и всех предметов на борту орбитальной станции (например, Международной космической станции). Орбитальное движение представляет собой непрерывное свободное падение на планету (в данном случае на Землю). Станция и все, что в ней находится, падают с одинаковым ускорением, равным ускорению свободного падения на данной высоте, поэтому тела внутри станции не действуют на опоры и находятся в состоянии невесомости.

Другими примерами тел в состоянии невесомости могут служить:1) любой брошенный или падающий предмет во время полета (если пренебречь сопротивлением воздуха);2) прыгун в воду или спортсмен на батуте в тот момент, когда он находится в воздухе;3) пассажиры в специальном самолете, который летит по параболической траектории (так называемая «парабола невесомости»), в верхней части которой он и все внутри него находятся в свободном падении.

Ответ: Космонавт, находящийся на борту орбитальной станции, поскольку станция вместе с космонавтом находится в состоянии непрерывного свободного падения вокруг Земли.