Номер 6, страница 55 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

6. Что называется перегрузкой?

6. Что называется перегрузкой?

Перегрузкой называется состояние, при котором вес тела $\text{P}$ превышает силу тяжести $F_{тяж} = mg$, действующую на это тело. Иными словами, это увеличение веса тела, вызванное его ускоренным движением.

Вес тела — это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. В состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения вес тела равен по модулю силе тяжести: $P = mg$.

Когда тело движется с ускорением $\text{a}$, направленным вертикально вверх (например, при взлете ракеты или движении лифта вверх с ускорением), его вес увеличивается. Согласно второму закону Ньютона, на тело действуют сила тяжести $ ext{mg}$ (вниз) и сила реакции опоры $\text{N}$ (вверх). Уравнение движения в проекции на вертикальную ось, направленную вверх, имеет вид: $N - mg = ma$. По третьему закону Ньютона, вес тела $\text{P}$ по модулю равен силе реакции опоры $\text{N}$. Таким образом, вес тела становится:

$P = N = m(g+a)$

Коэффициент перегрузки $\text{n}$ — это безразмерная величина, которая показывает, во сколько раз вес тела в данных условиях превышает его вес в состоянии покоя (то есть силу тяжести). Он вычисляется как отношение веса тела к силе тяжести:

$n = \frac{P}{F_{тяж}} = \frac{m(g+a)}{mg} = 1 + \frac{a}{g}$

Из формулы видно, что если ускорение $\text{a}$ направлено вверх (против силы тяжести), то коэффициент перегрузки $n > 1$. Например, при перегрузке $n=5$ (что часто называют "перегрузка 5g") вес тела ощущается в 5 раз большим, чем в состоянии покоя.

Перегрузки также возникают при движении по криволинейной траектории, так как в этом случае тело обладает центростремительным ускорением. Например, пилот, выполняющий фигуру высшего пилотажа "петля Нестерова", испытывает максимальную перегрузку в нижней точке траектории, где его центростремительное ускорение направлено вертикально вверх.

Ответ: Перегрузка — это состояние, в котором вес тела превышает действующую на него силу тяжести. Это явление возникает, когда тело движется с ускорением, направленным противоположно силе тяжести, или при движении по вогнутой криволинейной траектории. Количественно перегрузка характеризуется коэффициентом перегрузки $\text{n}$, равным отношению веса тела $\text{P}$ к силе тяжести $ ext{mg}$.