Номер 19, страница 79, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 8. Третий закон Ньютона - номер 19, страница 79.

Условие.

19. Камень брошен под углом к горизонту. В какие моменты полёта вес камня равен нулю, если можно пренебречь сопротивлением воздуха?

Решение.

Решение

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

Сила тяжести ($F_{тяж}$) – это сила, с которой Земля (или другое астрономическое тело) притягивает находящиеся вблизи неё тела. Она всегда направлена к центру Земли и по модулю равна $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ – масса тела, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения. Сила тяжести действует на камень на протяжении всего полета.

Вес тела ($\text{P}$) – это сила, с которой тело вследствие гравитационного притяжения действует на опору или подвес. Если тело движется с ускорением $\vec{a}$, направленным вертикально, то его вес определяется по формуле $P = m(g \pm a)$. Состояние, при котором вес тела равен нулю ($P = 0$), называется невесомостью. Это состояние наступает, когда тело не имеет опоры или подвеса и движется только под действием силы тяжести, то есть находится в свободном падении. В этом случае ускорение тела $\vec{a}$ равно ускорению свободного падения $\vec{g}$.

Рассмотрим движение камня, брошенного под углом к горизонту. По условию, сопротивлением воздуха можно пренебречь. Это означает, что с момента, когда камень покинул руку, и до момента, когда он коснулся земли, единственной силой, действующей на него, является сила тяжести $\vec{F}_{тяж} = m\vec{g}$.

Согласно второму закону Ньютона, ускорение камня в любой точке траектории определяется как $\vec{a} = \frac{\vec{F}_{тяж}}{m} = \frac{m\vec{g}}{m} = \vec{g}$.

Поскольку ускорение камня в любой момент полета равно ускорению свободного падения, это означает, что камень на протяжении всего своего полета находится в состоянии свободного падения, то есть в состоянии невесомости. Следовательно, его вес равен нулю.

Ответ: Вес камня равен нулю в течение всего времени его полета (с момента отрыва от руки до момента падения на землю).