Номер 247, страница 41 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Невесомость - номер 247, страница 41.

Условие.

247. Динамометр, на котором подвешен груз, начинает падать с некоторой высоты. Указатель динамометра при этом устанавливается на нуле. Можно ли сказать, что равны нулю: а) вес груза; б) масса груза; в) сила тяжести?

Решение.

Рассмотрим каждый пункт отдельно, анализируя физические понятия веса, массы и силы тяжести в условиях свободного падения.

а) вес груза

Вес тела ($P$) — это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. Динамометр измеряет силу упругости пружины, которая в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения равна весу подвешенного груза.

Когда система «динамометр-груз» начинает свободно падать, и динамометр, и груз движутся вниз с одинаковым ускорением свободного падения ($g$). Поскольку они падают одновременно, груз перестает растягивать пружину динамометра, то есть перестает действовать на подвес. Это состояние называется невесомостью. Показания динамометра, равные нулю, как раз и означают, что вес груза в данный момент равен нулю.

Ответ: Да, можно сказать, что вес груза равен нулю.

б) масса груза

Масса ($m$) — это внутренняя, скалярная характеристика тела, являющаяся мерой его инертности. Масса не зависит от скорости тела или от того, в каком гравитационном поле оно находится. Поскольку сам груз никуда не исчез, его масса осталась неизменной и отличной от нуля.

Ответ: Нет, нельзя сказать, что масса груза равна нулю.

в) сила тяжести

Сила тяжести ($F_{тяж}$) — это сила, с которой Земля притягивает тело. Она рассчитывается по формуле $F_{тяж} = mg$. Эта сила продолжает действовать на груз, даже когда он падает. Более того, именно сила тяжести является причиной свободного падения и сообщает телу ускорение $g$. Так как масса груза $m$ и ускорение свободного падения $g$ не равны нулю, то и сила тяжести, действующая на груз, не равна нулю.

Ответ: Нет, нельзя сказать, что сила тяжести равна нулю.