Номер 197, страница 32 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

197. Почему тело, подброшенное на Луне, будет во время полёта находиться в состоянии полной невесомости, а на Земле такое тело можно считать невесомым лишь приближённо?

Состояние невесомости — это состояние, в котором на тело действует исключительно сила гравитации. Такое движение называется свободным падением. Вес тела, который определяется как сила его воздействия на опору или подвес, в этом случае становится равным нулю. Ключевое различие между условиями на Луне и на Земле заключается в наличии или отсутствии атмосферы.

На Луне атмосфера практически отсутствует. Поэтому на подброшенное тело во время его полета действует только одна существенная сила — сила гравитационного притяжения Луны. Так как на тело не действуют никакие другие силы, в частности сила сопротивления среды, оно находится в состоянии идеального свободного падения. Это и есть состояние полной невесомости.

На Земле, в отличие от Луны, присутствует плотная атмосфера. Когда тело летит сквозь нее, на него действуют уже две основные силы: сила тяжести $F_{тяж}$, направленная вертикально вниз, и сила сопротивления воздуха $F_{сопр}$, которая всегда направлена против вектора скорости тела. Из-за наличия этой дополнительной силы $F_{сопр}$ движение тела не является свободным падением в строгом смысле этого слова. Ускорение тела не равно в точности ускорению свободного падения $g$. По этой причине тело, подброшенное на Земле, не может находиться в состоянии полной невесомости. Однако, если скорость тела невелика, а его плотность и форма таковы, что сила сопротивления воздуха оказывается пренебрежимо малой по сравнению с силой тяжести ($F_{сопр} \ll F_{тяж}$), то состояние тела можно считать невесомым, но лишь приближенно.

Ответ: Тело, подброшенное на Луне, находится в состоянии полной невесомости, потому что из-за отсутствия атмосферы на него во время полета действует только сила тяжести. На Земле же из-за наличия атмосферы на летящее тело, помимо силы тяжести, действует сила сопротивления воздуха, поэтому его состояние можно считать невесомым лишь приближенно, пренебрегая этой силой.