Номер 17, страница 39 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IV. Силы вокруг нас. Выполняем тест - номер 17, страница 39.

Условие.

17. При взлёте ракеты космонавт ощущает, что его прижимает к креслу. При этом:

1) изменяется масса космонавта

2) изменяется вес космонавта

3) изменяется сила тяжести, действующая на космонавта

4) никакие величины не изменяются

Решение.

Решение

Разберем каждое утверждение, чтобы определить, какое из них верно описывает ощущения космонавта при взлёте ракеты.

1. изменяется масса космонавта
Масса ($\text{m}$) – это скалярная физическая величина, мера инертности тела. В рамках классической механики масса тела является постоянной величиной и не зависит от его скорости или ускорения. Следовательно, масса космонавта при взлёте ракеты не изменяется. Это утверждение неверно.

2. изменяется вес космонавта
Вес ($\text{P}$) – это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Когда космонавт находится в состоянии покоя на Земле, его вес равен силе тяжести: $P = mg$, где $\text{g}$ – ускорение свободного падения.
При взлёте ракета движется с ускорением $\text{a}$, направленным вертикально вверх. На космонавта действуют две силы: сила тяжести $F_т = mg$, направленная вниз, и сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ со стороны кресла, направленная вверх. Согласно второму закону Ньютона, $N - F_т = ma$.
Выразим силу реакции опоры: $N = F_т + ma = mg + ma = m(g + a)$.
По третьему закону Ньютона, вес космонавта равен по модулю силе реакции опоры: $P = N$. Таким образом, вес космонавта при взлёте составляет $P = m(g + a)$.
Поскольку ракета взлетает с ускорением ($a > 0$), вес космонавта увеличивается. Это явление называется перегрузкой, и именно его космонавт ощущает как "прижимание" к креслу. Следовательно, вес космонавта изменяется. Это утверждение верно.

3. изменяется сила тяжести, действующая на космонавта
Сила тяжести, действующая на космонавта, определяется как $F_т = mg$. Масса $\text{m}$ космонавта постоянна. Ускорение свободного падения $\text{g}$ зависит от высоты над поверхностью Земли. По мере набора высоты $\text{g}$ незначительно уменьшается, а значит, и сила тяжести тоже немного уменьшается. Однако это изменение крайне мало на начальном этапе взлёта и не может объяснить сильное "прижимание" к креслу. Основная причина этого ощущения — увеличение веса из-за ускорения ракеты, а не изменение силы тяжести. Поэтому данное утверждение не является правильным объяснением явления.

4. никакие величины не изменяются
Как было показано в пункте 2, вес космонавта существенно изменяется (увеличивается). Поэтому это утверждение неверно.

Ответ: 2