Номер 2, страница 107, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Основы динамики. Параграф 24. Вес тела. Вопросы и задания - номер 2, страница 107.

Условие.

2. Чему равен вес тела, движущегося с известным ускорением: вниз; вверх?

Решение.

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. По третьему закону Ньютона, эта сила по модулю равна силе реакции опоры (или силе натяжения подвеса), действующей на тело. Обозначим вес тела как $\text{P}$, силу реакции опоры как $\text{N}$, массу тела как $\text{m}$, ускорение свободного падения как $\text{g}$ и ускорение тела как $\text{a}$. Таким образом, $P = N$.

Для нахождения силы реакции опоры $\text{N}$ воспользуемся вторым законом Ньютона, согласно которому равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение: $\sum \vec{F} = m\vec{a}$.

Рассмотрим два случая.

вниз
Когда тело движется с ускорением $\text{a}$, направленным вертикально вниз, на него действуют две силы: сила тяжести $F_т = mg$, направленная вниз, и сила реакции опоры $\text{N}$, направленная вверх. Выберем ось OY, направленную вниз, в сторону ускорения. Тогда проекции сил на эту ось будут: сила тяжести $mg$ (положительная), сила реакции опоры $-N$ (отрицательная). Второй закон Ньютона в проекции на ось OY запишется так: $mg - N = ma$ Отсюда выразим силу реакции опоры $\text{N}$: $N = mg - ma = m(g - a)$ Так как вес тела $\text{P}$ по модулю равен силе реакции опоры $\text{N}$, то: $P = m(g - a)$ При таком движении вес тела уменьшается. Если $a = g$ (свободное падение), то $P = 0$, наступает состояние невесомости.
Ответ: При движении с ускорением, направленным вниз, вес тела равен $P = m(g-a)$.

вверх
Когда тело движется с ускорением $\text{a}$, направленным вертикально вверх, на него действуют те же силы: сила тяжести $F_т = mg$ (вниз) и сила реакции опоры $\text{N}$ (вверх). Выберем ось OY, направленную вверх, в сторону ускорения. Тогда проекции сил на эту ось будут: сила реакции опоры $\text{N}$ (положительная) и сила тяжести $-mg$ (отрицательная). Второй закон Ньютона в проекции на ось OY запишется так: $N - mg = ma$ Отсюда выразим силу реакции опоры $\text{N}$: $N = mg + ma = m(g + a)$ Так как вес тела $\text{P}$ по модулю равен силе реакции опоры $\text{N}$, то: $P = m(g + a)$ При таком движении вес тела увеличивается (тело испытывает перегрузку).
Ответ: При движении с ускорением, направленным вверх, вес тела равен $P = m(g+a)$.