Номер 8, страница 100 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

8. Определите вес тела массой 1 кг на экваторе и полюсе.

8. Дано:

Масса тела $m = 1 \text{ кг}$

Ускорение свободного падения на полюсе $g_{п} \approx 9.832 \text{ м/с}^2$

Ускорение свободного падения на экваторе $g_{э} \approx 9.780 \text{ м/с}^2$

Перевод в систему СИ:

Все величины уже представлены в системе СИ.

Найти:

Вес тела на полюсе $P_{п}$ - ?

Вес тела на экваторе $P_{э}$ - ?

Решение:

Вес тела ($P$) — это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Если тело и опора покоятся относительно Земли, вес тела по модулю равен силе тяжести: $P = F_{тяж} = m \cdot g$

Величина ускорения свободного падения $g$ зависит от географической широты. На полюсе оно достигает максимального значения, а на экваторе — минимального. Это различие обусловлено двумя основными причинами:

1. Геометрическая форма Земли: Земля не является идеальной сферой, она сплюснута у полюсов (является геоидом). Расстояние от центра Земли до полюса меньше, чем до экватора, что приводит к увеличению силы гравитационного притяжения на полюсе.

2. Вращение Земли вокруг своей оси: это вращение создает центробежный эффект, который противодействует силе тяжести и "уменьшает" вес тел. Этот эффект максимален на экваторе (где линейная скорость вращения наибольшая) и равен нулю на полюсах, которые лежат на оси вращения.

Справочные значения ускорения свободного падения для полюса и экватора уже учитывают оба этих эффекта. Поэтому для нахождения веса достаточно умножить массу тела на соответствующее значение $g$.

Расчет веса тела на полюсе: $P_{п} = m \cdot g_{п}$ $P_{п} = 1 \text{ кг} \cdot 9.832 \text{ м/с}^2 = 9.832 \text{ Н}$

Расчет веса тела на экваторе: $P_{э} = m \cdot g_{э}$ $P_{э} = 1 \text{ кг} \cdot 9.780 \text{ м/с}^2 = 9.780 \text{ Н}$

Таким образом, вес одного и того же тела на полюсе немного больше, чем на экваторе.

Ответ: вес тела массой 1 кг на полюсе составляет 9.832 Н, а на экваторе — 9.780 Н.