Номер 4, страница 62 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 2. Взаимодействие тел. Параграф 28. Вес тела - номер 4, страница 62.

Решение.

1. Покажите на рисунках вес тел:

а) шара на горизонтальной плоскости;

Вес тела — это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. В случае шара на горизонтальной плоскости, его вес $\vec{P}$ представляет собой силу, приложенную к плоскости в точке их контакта. Этот вектор направлен строго вертикально вниз. Если шар находится в покое, то модуль его веса равен модулю силы тяжести: $P = mg$.

Ответ: Вектор веса шара приложен к горизонтальной плоскости в точке касания и направлен вертикально вниз.

б) шара, подвешенного на нити.

В случае шара, подвешенного на нити, его вес $\vec{P}$ — это сила, с которой шар растягивает нить. Вектор этой силы приложен к нити в точке крепления шара и направлен вертикально вниз, вдоль нити. Если система находится в покое, модуль веса шара равен модулю силы тяжести: $P = mg$.

Ответ: Вектор веса шара приложен к нити в точке подвеса и направлен вертикально вниз.

2. На земле стоит тяжёлый ящик. Когда его подняли, под ним обнаружилась вмятина в грунте. В результате действия какой силы образовалась вмятина?

Вмятина в грунте является результатом его деформации. Деформация произошла под действием силы, с которой ящик давил на землю. Эта сила, с которой тело действует на опору (в данном случае на грунт) вследствие притяжения к Земле, называется весом тела. Следовательно, вмятина образовалась под действием веса ящика.

Ответ: Вмятина образовалась в результате действия веса ящика.

3. Назовите случаи, когда вес тела не равен силе тяжести, действующей на это тело.

Вес тела $\text{P}$ и сила тяжести $F_{тяж} = mg$ — это разные силы. Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает тело, а вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Эти силы равны по модулю только тогда, когда тело и опора находятся в покое или движутся прямолинейно и равномерно. В других случаях их модули могут отличаться.

Основные случаи, когда вес тела не равен силе тяжести:

1. Движение с ускорением, направленным вертикально. Если тело вместе с опорой движется с ускорением $\vec{a}$, направленным вверх (например, в лифте, начинающем движение вверх), его вес увеличивается и становится равным $P = m(g+a)$. Это явление называется перегрузкой. Если ускорение $\vec{a}$ направлено вниз, вес уменьшается: $P = m(g-a)$.

2. Состояние невесомости. Это частный случай движения с ускорением, направленным вниз, когда ускорение тела равно ускорению свободного падения ($a=g$). В этом случае вес тела становится равным нулю ($P=0$), хотя сила тяжести продолжает действовать на тело. Примером может служить свободное падение тел или движение спутника по орбите.

3. Нахождение на наклонной опоре. Если тело покоится на наклонной плоскости, образующей угол $\alpha$ с горизонтом, то его вес (сила, перпендикулярная опоре) будет равен $P = mg \cos(\alpha)$. Поскольку для $\alpha > 0$ значение $\cos(\alpha) < 1$, вес тела будет меньше силы тяжести.

Ответ: Вес тела не равен силе тяжести при движении с вертикальным ускорением (например, в лифте), при нахождении на наклонной плоскости, а также в состоянии невесомости.