Номер 12, страница 100 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

12. Действует ли на тело, находящееся в состоянии невесомости, сила притяжения Земли?

12. Решение

Да, на тело, находящееся в состоянии невесомости, сила притяжения Земли не только действует, но и является причиной этого состояния.

Чтобы разобраться в этом, необходимо четко различать понятия сила тяжести и вес.

Сила тяжести ($F_т$) — это сила, с которой Земля (или другое крупное небесное тело) притягивает к себе объект. Эта сила является проявлением закона всемирного тяготения и рассчитывается по формуле $F_т = mg$, где $m$ — масса тела, а $g$ — ускорение свободного падения. Сила тяжести действует на тело всегда, пока оно находится в гравитационном поле, и ослабевает с расстоянием, но не исчезает полностью.

Вес тела ($P$) — это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес из-за гравитационного притяжения. Именно вес мы ощущаем. Когда тело и опора неподвижны или движутся равномерно и прямолинейно, вес по модулю равен силе тяжести ($P = mg$).

Невесомость — это такое состояние, при котором вес тела равен нулю ($P=0$). Это не означает, что сила тяжести стала равна нулю. Невесомость наступает тогда, когда на тело не действует никакая сила, кроме силы тяжести. Такое движение называется свободным падением.

Когда тело свободно падает, и оно само, и его гипотетическая опора (например, пол лифта, у которого оборвался трос) движутся с одинаковым ускорением $g$. Тело перестает давить на опору, и его вес становится равным нулю. Вес тела, движущегося с ускорением $a$, направленным вертикально вниз, можно рассчитать по формуле:

$P = m(g - a)$

В случае свободного падения ускорение тела $a$ равно ускорению свободного падения $g$. Тогда:

$P = m(g - g) = 0$

Классический пример — космонавт на орбитальной станции. Станция и все, что находится внутри нее, непрерывно "падают" на Землю, но из-за огромной горизонтальной скорости постоянно "промахиваются" и движутся по круговой орбите. Так как и космонавт, и станция падают с одинаковым ускорением, космонавт не давит на пол станции, и его вес равен нулю. При этом сила притяжения на высоте орбиты МКС (около 400 км) составляет примерно 90% от силы притяжения на поверхности Земли, то есть она почти такая же сильная.

Ответ:

Да, на тело в состоянии невесомости действует сила притяжения Земли. Состояние невесомости — это следствие движения тела, когда на него действует только сила притяжения (силы тяжести), и отсутствует реакция опоры.