Номер 248, страница 41 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Невесомость - номер 248, страница 41.

Условие.

248. Аквалангист, плавающий под водой, находится в состоянии равновесия при любом положении тела. Будет ли это состоянием невесомости?

Решение.

Нет, состояние, в котором находится аквалангист, не является состоянием невесомости, хотя и имеет с ним внешнее сходство.

Состояние равновесия, в котором находится аквалангист, означает, что сумма всех действующих на него сил равна нулю. В воде на аквалангиста действуют две основные силы: сила тяжести $ \vec{F}_{т} $, направленная вертикально вниз, и выталкивающая сила Архимеда $ \vec{F}_{А} $, направленная вертикально вверх. Равновесие достигается тогда, когда эти силы уравновешивают друг друга:

$ \vec{F}_{т} + \vec{F}_{А} = 0 $

По модулю эти силы равны: $ F_{т} = F_{А} $. Это состояние называется нейтральной плавучестью. Аквалангист по-прежнему обладает массой и на него действует сила тяжести, но эта сила скомпенсирована действием другой силы — выталкивающей силы воды.

Невесомость — это состояние, при котором отсутствует вес тела. Вес — это сила, с которой тело вследствие притяжения к гравитирующему объекту (например, Земле) действует на опору или подвес. Истинная невесомость наступает тогда, когда на тело не действуют никакие силы, кроме гравитационной. Классическим примером является состояние свободного падения, например, в космическом корабле на орбите Земли. И космонавт, и корабль падают на Землю с одинаковым ускорением свободного падения $ \vec{g} $, поэтому космонавт не давит на стенки корабля и не ощущает веса.

Таким образом, ключевое различие между этими двумя состояниями заключается в следующем:

• На аквалангиста действуют две большие, скомпенсированные силы (тяжести и Архимеда), и его ускорение равно нулю.
• На тело в состоянии невесомости действует только одна сила — гравитационная, которая сообщает ему ускорение свободного падения.

Ответ: Нет, это состояние не является невесомостью. Это состояние равновесия (нейтральной плавучести), при котором сила тяжести, действующая на аквалангиста, полностью уравновешена выталкивающей силой воды. Невесомость же — это состояние, в котором на тело действует только сила гравитации, и оно находится в состоянии свободного падения.