Номер 2, страница 59 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Динамика. Параграф 12. Третий закон Ньютона. Вспомните - номер 2, страница 59.

Условие.

Что такое сила тяжести и вес?

Решение.

Хотя в быту понятия "сила тяжести" и "вес" часто используются как синонимы, в физике они обозначают разные физические величины. Рассмотрим их по отдельности.

Сила тяжести

Сила тяжести ($F_{тяж}$) — это сила, с которой планета (например, Земля) притягивает к себе любое тело, находящееся в её гравитационном поле. Это частный случай закона всемирного тяготения.

Ключевые характеристики силы тяжести:

• Природа силы: гравитационная.
• Точка приложения: центр масс тела, на которое она действует.
• Направление: всегда направлена вертикально вниз, к центру планеты.
• Расчетная формула: Сила тяжести вычисляется по формуле, которая является следствием второго закона Ньютона:

$F_{тяж} = m \cdot g$

где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения (для Земли у поверхности примерно равно $9,8 \ м/с^2$).

Сила тяжести действует на тело независимо от того, находится ли оно в состоянии покоя, движения или даже в состоянии невесомости (например, на орбите). Она зависит только от массы тела и параметров гравитационного поля в данной точке.

Ответ: Сила тяжести — это гравитационная сила, с которой планета притягивает тело. Она приложена к самому телу, направлена к центру планеты и равна произведению массы тела на ускорение свободного падения ($F_{тяж} = mg$).

Вес

Вес тела ($\text{P}$) — это сила, с которой тело вследствие притяжения к планете действует на опору или растягивает подвес.

Ключевые характеристики веса:

• Природа силы: электромагнитная (сила упругости). Вес возникает как реакция на препятствие свободному падению со стороны опоры или подвеса.
• Точка приложения: опора или подвес.
• Направление: совпадает с направлением силы тяжести (перпендикулярно опоре или вдоль подвеса).
• Расчетная формула: Величина веса зависит от состояния движения тела.

1. Если тело находится в покое на горизонтальной поверхности или движется равномерно и прямолинейно, его вес по модулю равен силе тяжести:

$P = mg$

2. Если тело движется с ускорением $\text{a}$, направленным вертикально, его вес изменяется. Например, в лифте:

• При ускорении вверх (начало движения вверх или торможение при движении вниз) вес увеличивается. Это состояние называется перегрузкой. $P = m(g+a)$.
• При ускорении вниз (начало движения вниз или торможение при движении вверх) вес уменьшается. $P = m(g-a)$.
• Если тело вместе с опорой свободно падает ($a=g$), его вес становится равным нулю. Это состояние называется невесомостью. $P = m(g-g) = 0$. Важно понимать, что в невесомости сила тяжести продолжает действовать на тело, но оно не давит на опору.

Ответ: Вес — это сила упругости, с которой тело действует на опору или подвес. Он приложен к опоре/подвесу и может изменяться в зависимости от ускорения тела, вплоть до полного исчезновения (невесомость).