Номер 290, страница 37 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 12. Сила упругости. Закон Гука. Вес тела. Единицы силы - номер 290, страница 37.

Решение.

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо четко различать понятия «вес тела» и «сила тяжести».

Сила тяжести ($F_{тяж}$) — это сила, с которой Земля притягивает к себе тело. Она всегда направлена вертикально вниз и рассчитывается по формуле $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Эта сила практически постоянна для тела, находящегося у поверхности Земли.

Вес тела ($\text{P}$) — это сила, с которой тело вследствие своего притяжения к Земле действует на опору или подвес. Вес тела может изменяться в зависимости от ускорения, с которым движется тело вместе с опорой или подвесом. Если тело движется с ускорением $\text{a}$, направленным по вертикали, то его вес определяется по второму закону Ньютона и равен $P = m(g \pm a)$. Знак «+» используется, когда ускорение $\text{a}$ направлено вверх (противоположно силе тяжести), а знак «–» — когда ускорение $\text{a}$ направлено вниз (сонаправлено с силой тяжести).

а) вес тела равен действующей на это тело силе тяжести;

Да, такие виды движения существуют. Вес тела равен силе тяжести ($P = F_{тяж}$), когда ускорение тела равно нулю ($a=0$). Из общей формулы веса $P = m(g \pm a)$ следует, что при $a=0$ мы получаем $P = mg$. Так как сила тяжести также равна $F_{тяж} = mg$, то в этом случае их значения совпадают. Ускорение равно нулю в двух случаях: когда тело находится в состоянии покоя (скорость $v=0$) или когда оно движется равномерно и прямолинейно (скорость $v = const$). Примером может служить человек, стоящий неподвижно на полу, или едущий в лифте с постоянной скоростью (как вверх, так и вниз).

Ответ: Да, существуют. Это происходит, когда тело находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно.

б) вес тела больше действующей на это тело силы тяжести;

Да, такие виды движения существуют. Это состояние называется перегрузкой. Вес тела становится больше силы тяжести ($P > F_{тяж}$), когда тело движется с ускорением, направленным вертикально вверх. В этом случае используется формула $P = m(g+a)$. Поскольку $a>0$, то $g+a > g$, и, следовательно, $m(g+a) > mg$, то есть $P > F_{тяж}$. Такое движение происходит, например, когда лифт начинает движение вверх (разгоняется) или когда он замедляет движение при спуске (тормозит внизу). Также перегрузку испытывают пилоты при выходе из пикирования или космонавты при взлете ракеты.

Ответ: Да, существуют. Это движение с ускорением, направленным вертикально вверх.

в) вес тела меньше действующей на это тело силы тяжести?

Да, такие виды движения существуют. Вес тела становится меньше силы тяжести ($P < F_{тяж}$), когда тело движется с ускорением, направленным вертикально вниз. В этом случае используется формула $P = m(g-a)$. Поскольку $a>0$ (и $a \le g$), то $g-a < g$, и, следовательно, $m(g-a) < mg$, то есть $P < F_{тяж}$. Такое движение происходит, например, когда лифт начинает движение вниз (разгоняется) или когда он замедляет движение при подъеме (тормозит вверху). Предельным случаем является свободное падение, когда ускорение тела равно ускорению свободного падения ($a=g$). В этом случае вес тела становится равен нулю: $P = m(g-g) = 0$. Это состояние называется невесомостью.

Ответ: Да, существуют. Это движение с ускорением, направленным вертикально вниз.