Номер 3, страница 8, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 43. Давление. Вопросы и задания - номер 3, страница 8.

Условие.

3. Как изменится давление человека на пол кабины лифта, если лифт начнёт с ускорением двигаться вверх?

Решение.

Решение

Рассмотрим силы, действующие на человека в кабине лифта. В вертикальном направлении на него действуют две силы: сила тяжести $F_т = mg$, направленная вниз, и сила нормальной реакции опоры $\text{N}$ со стороны пола, направленная вверх.

Согласно второму закону Ньютона, векторная сумма всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение: $\sum \vec{F} = m\vec{a}$.

Когда лифт начинает двигаться вверх с ускорением $\vec{a}$, направим ось координат OY вертикально вверх. В проекции на эту ось второй закон Ньютона для человека запишется в виде:

$N - mg = ma$

Отсюда можем выразить силу реакции опоры:

$N = mg + ma = m(g + a)$

Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой человек давит на пол лифта (его вес $\text{P}$), равна по модулю силе реакции опоры $\text{N}$. Таким образом, $P = N$.

Вес человека при движении лифта вверх с ускорением будет равен:

$P = m(g + a)$

Когда лифт покоится или движется равномерно ($a=0$), вес человека равен его силе тяжести $P_0 = mg$.

Сравнивая два выражения, мы видим, что при ускоренном движении вверх ($a > 0$) вес человека $\text{P}$ становится больше его веса в состоянии покоя $P_0$.

Давление $\text{p}$ определяется как отношение силы $\text{F}$, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности $\text{S}$: $p = \frac{F}{S}$. В данном случае $\text{F}$ — это вес человека $\text{P}$. Так как вес человека $\text{P}$ увеличивается, а площадь опоры $\text{S}$ (площадь подошв) остается неизменной, давление, оказываемое человеком на пол, также увеличивается.

Ответ: Давление человека на пол кабины лифта увеличится.