Страница 42 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

251. С каким ускорением следует поднимать груз, чтобы его вес удвоился? С каким ускорением надо его опускать, чтобы вес уменьшился вдвое?

Дано:

$P_1 = 2 P_0$ (вес при подъеме)

$P_2 = \frac{1}{2} P_0$ (вес при опускании)

Найти:

$a_1$ - ускорение при подъеме

$a_2$ - ускорение при опускании

Решение:

Вес тела $P$ — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. В состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения вес тела равен силе тяжести, действующей на него: $P_0 = mg$, где $m$ — масса тела, а $g$ — ускорение свободного падения.

При движении с ускорением вес тела изменяется.

С каким ускорением следует поднимать груз, чтобы его вес удвоился?

Когда груз поднимают с ускорением $a_1$, направленным вертикально вверх, на него действуют две силы: сила тяжести $F_{тяж} = mg$, направленная вниз, и сила реакции опоры $N$ (или сила натяжения подвеса), направленная вверх. Вес тела $P_1$ по определению равен силе реакции опоры: $P_1 = N$.

Запишем второй закон Ньютона для груза в проекции на вертикальную ось, направленную вверх:

$N - mg = ma_1$

Отсюда выразим силу реакции опоры $N$:

$N = mg + ma_1 = m(g + a_1)$

Так как $P_1 = N$, то $P_1 = m(g + a_1)$.

По условию задачи, вес должен удвоиться, то есть $P_1 = 2P_0 = 2mg$.

Приравняем два полученных выражения для $P_1$:

$m(g + a_1) = 2mg$

Сократим массу $m$ в обеих частях уравнения:

$g + a_1 = 2g$

Выразим ускорение $a_1$:

$a_1 = 2g - g = g$

Ответ: Чтобы вес груза удвоился, его следует поднимать с ускорением $a = g$, направленным вертикально вверх.

С каким ускорением надо его опускать, чтобы вес уменьшился вдвое?

Когда груз опускают с ускорением $a_2$, направленным вертикально вниз, силы, действующие на него, остаются теми же. Снова запишем второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вверх (ускорение будет иметь отрицательную проекцию $-a_2$):

$N - mg = -ma_2$

Вес тела в этом случае $P_2 = N$. Выразим $N$:

$N = mg - ma_2 = m(g - a_2)$

Следовательно, $P_2 = m(g - a_2)$.

По условию, вес должен уменьшиться вдвое: $P_2 = \frac{1}{2} P_0 = \frac{1}{2} mg$.

Приравняем выражения для $P_2$:

$m(g - a_2) = \frac{1}{2} mg$

Сократим массу $m$:

$g - a_2 = \frac{1}{2} g$

Выразим ускорение $a_2$:

$a_2 = g - \frac{1}{2} g = \frac{1}{2} g$

Ответ: Чтобы вес груза уменьшился вдвое, его надо опускать с ускорением $a = g/2$, направленным вертикально вниз.

252. Как измерить массу тела в условиях невесомости?

В условиях невесомости ($g \approx 0$) вес тела, то есть сила, с которой оно действует на опору или подвес ($P = mg$), становится равным нулю. Поэтому обычные весы, которые измеряют вес, а не массу, в невесомости бесполезны. Однако масса, являющаяся мерой инертности тела, остается его фундаментальной характеристикой и не зависит от гравитации. Для измерения массы в невесомости применяют методы, основанные на инертных свойствах тел, то есть на их способности сопротивляться изменению скорости.

Рассмотрим основные способы измерения массы в таких условиях.

1. Метод, основанный на втором законе Ньютона

Согласно второму закону Ньютона, сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение: $F = ma$. Из этого соотношения можно выразить массу: $m = \frac{F}{a}$.Для измерения массы этим способом необходимо приложить к телу точно известную силу $F$ (например, с помощью калиброванной пружины или небольшого реактивного двигателя) и измерить ускорение $a$, которое тело приобретет под действием этой силы. Зная $F$ и $a$, можно легко вычислить массу $m$. На Международной космической станции для измерения массы тел космонавтов используются специальные устройства (масс-метры), работающие по этому принципу.

2. Метод, основанный на колебаниях (инерционные весы)

Этот метод использует тот факт, что период колебаний пружинного маятника зависит от массы колеблющегося тела. Тело, массу которого нужно измерить, закрепляют на платформе, соединенной с пружинами известной жесткости $k$. Затем систему приводят в колебательное движение и измеряют период ее колебаний $T$.Период колебаний такой системы определяется формулой:$T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$где $m$ – общая масса колеблющейся системы (тело + платформа), $k$ – общая жесткость пружин.Возведя обе части уравнения в квадрат, можно выразить массу:$T^2 = 4\pi^2 \frac{m}{k}$$m = k \frac{T^2}{4\pi^2}$Предварительно измерив массу пустой платформы и зная жесткость пружин $k$, по измеренному периоду колебаний $T$ можно с высокой точностью определить массу тела. Этот метод также широко применяется в космосе.

3. Метод, основанный на законе сохранения импульса

Можно определить массу тела, организовав его взаимодействие (столкновение) с другим телом, масса которого известна. Например, если тело с неизвестной массой $m_1$ покоится, а на него налетает тело с известной массой $m_2$ и известной скоростью $v_2$, то после абсолютно неупругого удара (когда тела слипаются и движутся как одно целое) их общая скорость будет $u$. По закону сохранения импульса:$m_2 v_2 = (m_1 + m_2)u$Измерив скорости до и после столкновения, можно вычислить неизвестную массу $m_1$:$m_1 = m_2 \left( \frac{v_2}{u} - 1 \right)$Хотя этот метод теоретически возможен, на практике он менее удобен по сравнению с первыми двумя.

Ответ: Массу тела в условиях невесомости измеряют, используя его инертные свойства, а не гравитационные. Наиболее распространенные методы — это измерение ускорения тела под действием известной силы (на основе второго закона Ньютона, $m=F/a$) или измерение периода колебаний тела на пружине с известной жесткостью ($m = k \frac{T^2}{4\pi^2}$).

253. Известно, что вес одного и того же тела на Луне примерно в 6 раз меньше, чем на Земле. Какого веса штангу смог бы поднять спортсмен на Луне, если на Земле он поднимает штангу весом $1000 \text{ Н}$? Какую массу будет иметь эта штанга?

Дано:

$P_{Земля1} = 1000$ Н

$\frac{P_{Земля}}{P_{Луна}} = 6$

Найти:

$P_{Земля2}$ - ?

$m_2$ - ?

Решение:

1. Какого веса штангу смог бы поднять спортсмен на Луне?

Сила, которую может развить спортсмен, не зависит от того, где он находится — на Земле или на Луне. Эта сила равна максимальному весу, который он может поднять на Земле.

$F_{спортсмена} = P_{Земля1} = 1000$ Н

На Луне спортсмен может приложить ту же самую силу в 1000 Н. Эта сила будет равна весу новой штанги, но уже на Луне.

$P_{Луна2} = F_{спортсмена} = 1000$ Н

По условию, вес любого тела на Земле в 6 раз больше его веса на Луне. Следовательно, штанга, которую спортсмен смог бы поднять на Луне (ее вес на Луне 1000 Н), на Земле имела бы вес в 6 раз больший.

$P_{Земля2} = P_{Луна2} \cdot 6 = 1000 \text{ Н} \cdot 6 = 6000$ Н

Таким образом, на Луне спортсмен смог бы поднять штангу, земной вес которой составляет 6000 Н.

Ответ: спортсмен смог бы поднять штангу весом 6000 Н (имеется в виду вес этой штанги на Земле).

2. Какую массу будет иметь эта штанга?

Масса тела — это инвариантная величина, не зависящая от местоположения тела. Массу штанги можно найти, зная ее вес на Земле ($P_{Земля2}$) и ускорение свободного падения на Земле ($g_{Земля}$). Связь между весом и массой выражается формулой:

$P = m \cdot g$

Отсюда масса:

$m_2 = \frac{P_{Земля2}}{g_{Земля}}$

Примем ускорение свободного падения на Земле $g_{Земля} \approx 10$ Н/кг.

$m_2 = \frac{6000 \text{ Н}}{10 \text{ Н/кг}} = 600$ кг

Ответ: масса этой штанги будет 600 кг.

254. Космическая ракета при старте с поверхности Земли движется вертикально с ускорением $20 \text{ м/с}^2$. Чему равен вес лётчика-космонавта в кабине, если его масса $80 \text{ кг}$?

Дано:

Ускорение ракеты, $a = 20 \text{ м/с}^2$

Масса лётчика-космонавта, $m = 80 \text{ кг}$

Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \text{ м/с}^2$

Найти:

Вес лётчика-космонавта, $P$ - ?

Решение:

Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. Когда тело и опора движутся с ускорением, направленным вертикально вверх, вес тела увеличивается. Это явление называется перегрузкой.

Рассмотрим силы, действующие на космонавта в инерциальной системе отсчета, связанной с Землей. На него действуют две силы:

1. Сила тяжести $F_{тяж} = mg$, направленная вертикально вниз.

2. Сила реакции опоры $N$ (со стороны кресла), направленная вертикально вверх.

По определению, вес космонавта $P$ по модулю равен силе реакции опоры $N$ (согласно третьему закону Ньютона): $P = N$.

Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение:

$\vec{F}_{равн} = m\vec{a}$

В векторной форме уравнение движения космонавта выглядит так:

$\vec{N} + m\vec{g} = m\vec{a}$

Выберем ось OY, направленную вертикально вверх (по направлению ускорения ракеты). Спроецируем векторное уравнение на эту ось:

$N - mg = ma$

Отсюда выразим силу реакции опоры $N$:

$N = ma + mg = m(a + g)$

Так как вес $P$ по модулю равен силе реакции опоры $N$, получаем формулу для расчета веса космонавта:

$P = m(a + g)$

Подставим числовые значения в формулу. Примем ускорение свободного падения $g$ равным $10 \text{ м/с}^2$.

$P = 80 \text{ кг} \cdot (20 \text{ м/с}^2 + 10 \text{ м/с}^2) = 80 \text{ кг} \cdot 30 \text{ м/с}^2 = 2400 \text{ Н}$

Ответ: вес лётчика-космонавта равен 2400 Н.

255. Лифт, начинающий подниматься вверх, разгоняется до скорости 5 м/с в течение 10 с. Определите, чему будет равен при этом вес пассажира лифта массой 75 кг.

Дано:

Начальная скорость лифта, $v_0 = 0$ м/с
Конечная скорость лифта, $v = 5$ м/с
Время разгона, $t = 10$ с
Масса пассажира, $m = 75$ кг
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8$ м/с²

Найти:

Вес пассажира, $P$

Решение:

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору. Когда лифт движется с ускорением, направленным вверх, вес пассажира (сила, с которой он давит на пол) будет больше его силы тяжести.

1. Сначала определим ускорение лифта, $a$. Поскольку лифт начинает движение из состояния покоя и разгоняется равномерно, используем формулу для равноускоренного движения:

$a = \frac{v - v_0}{t}$

Подставив числовые значения, получим:

$a = \frac{5 \text{ м/с} - 0 \text{ м/с}}{10 \text{ с}} = 0.5 \text{ м/с²}$

2. На пассажира в лифте действуют две силы: сила тяжести $F_{тяж} = mg$, направленная вертикально вниз, и сила нормальной реакции опоры $N$, направленная вертикально вверх. Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая этих сил сообщает телу ускорение:

$m\vec{a} = \vec{N} + m\vec{g}$

В проекции на вертикальную ось OY, направленную вверх, уравнение примет вид:

$ma = N - mg$

Вес пассажира $P$ по третьему закону Ньютона равен по модулю силе реакции опоры $N$. Выразим $N$ из уравнения:

$N = mg + ma = m(g + a)$

Следовательно, $P = m(g + a)$.

3. Подставим значения и вычислим вес пассажира:

$P = 75 \text{ кг} \cdot (9.8 \text{ м/с²} + 0.5 \text{ м/с²}) = 75 \text{ кг} \cdot 10.3 \text{ м/с²} = 772.5 \text{ Н}$

Ответ: вес пассажира при разгоне лифта будет равен 772.5 Н.

256. Чему равен вес космонавта массой 80 кг в стартующей ракете, если перегрузка, которую он испытывает, равна 4?

Дано:

Масса космонавта, $m = 80$ кг

Перегрузка, $n = 4$

Ускорение свободного падения, $g \approx 9,8$ м/с²

Найти:

Вес космонавта в ракете, $P$

Решение:

Вес тела – это сила, с которой тело действует на опору или подвес. В состоянии покоя на поверхности Земли вес космонавта $P_0$ равен силе тяжести и определяется по формуле:

$P_0 = m \cdot g$

Во время старта ракета движется с ускорением, направленным вертикально вверх. В результате этого вес космонавта увеличивается. Перегрузка $n$ показывает, во сколько раз вес тела при ускоренном движении превышает его обычный вес (вес в состоянии покоя).

Следовательно, вес космонавта $P$ в стартующей ракете можно рассчитать по формуле:

$P = n \cdot P_0 = n \cdot m \cdot g$

Подставим известные значения в формулу:

$P = 4 \cdot 80 \text{ кг} \cdot 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$

$P = 320 \cdot 9,8 \text{ Н}$

$P = 3136 \text{ Н}$

Этот результат можно также выразить в килоньютонах (кН), учитывая, что $1 \text{ кН} = 1000 \text{ Н}$:

$P = \frac{3136}{1000} \text{ кН} = 3,136 \text{ кН}$

Ответ: вес космонавта равен $3136$ Н.

257. Рассчитайте перегрузку, испытываемую космонавтом в ракете, если масса космонавта 85 кг, а его вес во время старта ракеты увеличился до 5,1 кН.

Дано:

Масса космонавта, $m = 85$ кг

Вес космонавта во время старта, $P = 5,1$ кН = $5100$ Н

Ускорение свободного падения, $g \approx 9,8$ м/с$^2$

Найти:

Перегрузку, $n$

Решение:

Перегрузка ($n$) определяется как отношение веса тела, испытывающего ускорение ($P$), к его весу в состоянии покоя ($P_0$).

Сначала найдем вес космонавта в состоянии покоя (силу тяжести), который действует на него на Земле. Он рассчитывается по формуле:

$P_0 = m \cdot g$

Подставим известные значения:

$P_0 = 85 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 833 \, \text{Н}$

Теперь можем рассчитать перегрузку по формуле:

$n = \frac{P}{P_0}$

Подставим значения веса во время старта и веса в состоянии покоя:

$n = \frac{5100 \, \text{Н}}{833 \, \text{Н}} \approx 6,12$

Это означает, что во время старта космонавт испытывает силу, которая примерно в 6,12 раза превышает его обычный вес.

Ответ: перегрузка, испытываемая космонавтом, составляет примерно 6,12.

258. Лифт Останкинской телебашни разгоняется до скорости $7 \text{ м/с}$ в течение $15 \text{ с}$. Такое же время занимает остановка лифта. На сколько изменится вес человека массой $80 \text{ кг}$ в начале и конце движения лифта?

Дано:

$v = 7$ м/с

$t = 15$ с

$m = 80$ кг

$g \approx 9,8$ м/с²

Найти:

$\Delta P$ — изменение веса человека в начале и конце движения.

Решение:

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору. В состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения вес человека $P_0$ равен его силе тяжести:

$P_0 = mg$

Когда лифт движется с ускорением $a$, направленным вертикально, вес человека $P$ изменяется. Согласно второму закону Ньютона, в системе отсчета, связанной с Землей, на человека действуют сила тяжести $mg$ (вниз) и сила реакции опоры $N$ (вверх). Равнодействующая этих сил сообщает человеку ускорение $a$:

$N - mg = ma$

По третьему закону Ньютона, вес человека $P$ равен по модулю силе реакции опоры $N$. Следовательно:

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

Здесь ускорение $a$ считается положительным, если оно направлено вверх, и отрицательным, если направлено вниз. Изменение веса по сравнению с состоянием покоя составляет:

$\Delta P = P - P_0 = m(g+a) - mg = ma$

Найдем модуль ускорения лифта. Условия разгона (от 0 до 7 м/с за 15 с) и остановки (от 7 м/с до 0 за 15 с) симметричны, поэтому модуль ускорения в обоих случаях одинаков:

$a = \frac{\Delta v}{t} = \frac{7 \text{ м/с} - 0 \text{ м/с}}{15 \text{ с}} = \frac{7}{15} \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$

Теперь рассмотрим изменение веса в начале и в конце движения. Будем считать, что лифт движется вверх.

1. В начале движения (разгон вверх).

Ускорение $a$ направлено вверх, поэтому оно положительно. Вес человека увеличивается. Изменение веса составляет:

$\Delta P_1 = ma = 80 \text{ кг} \cdot \frac{7}{15} \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = \frac{560}{15} \text{ Н} = \frac{112}{3} \text{ Н} \approx 37,3 \text{ Н}$

2. В конце движения (торможение при движении вверх).

Скорость направлена вверх, но уменьшается, значит, ускорение направлено в противоположную сторону, то есть вниз. Ускорение $a$ отрицательно ($a = -\frac{7}{15}$ м/с²). Вес человека уменьшается. Изменение веса составляет:

$\Delta P_2 = m \cdot (-a) = -ma = -80 \text{ кг} \cdot \frac{7}{15} \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \approx -37,3 \text{ Н}$

Вопрос "на сколько изменится вес" подразумевает нахождение величины (модуля) изменения веса. Как мы видим, модуль изменения веса одинаков в начале и в конце движения.

Ответ: В начале движения вес человека увеличится на 37,3 Н. В конце движения вес человека уменьшится на 37,3 Н. Величина изменения веса в обоих случаях составляет 37,3 Н.

259. Погрешность измерения массы тела при помощи весов, изображённых на рисунке 52, равна цене деления их шкалы.

Запишите показания весов в кг с учётом погрешности измерений.

Рис. 52

Дано:

Погрешность измерения массы $\Delta m$ равна цене деления шкалы.

Найти:

Записать показания весов с учётом погрешности измерений.

Решение:

Для начала определим цену деления шкалы весов. Возьмём два ближайших подписанных деления, например, 50 кг и 60 кг. Разница между ними составляет $60 - 50 = 10$ кг. Между этими отметками находится 10 делений (промежутков). Таким образом, цена одного деления (ЦД) равна:

$ЦД = \frac{60 \text{ кг} - 50 \text{ кг}}{10} = 1 \text{ кг}$.

По условию задачи, погрешность измерения $\Delta m$ равна цене деления шкалы, следовательно:

$\Delta m = 1 \text{ кг}$.

Теперь определим показания весов. Стрелка указывает на четвёртое деление после отметки «50». Значит, измеренная масса $m_{изм}$ равна:

$m_{изм} = 50 \text{ кг} + 4 \cdot 1 \text{ кг} = 54 \text{ кг}$.

Результат измерения физической величины записывается в виде $m = (m_{изм} \pm \Delta m)$. Подставив наши значения, получим:

$m = (54 \pm 1) \text{ кг}$.

Ответ: $(54 \pm 1) \text{ кг}$.

► 260. Встаньте на напольные весы. Проследите за тем, как изменяются показания весов, если вы резко присядете, резко встанете. Объясните причину этих изменений.

Изменение показаний весов связано с понятием веса тела. Вес тела – это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Когда человек неподвижно стоит на весах, его вес $P$ равен силе тяжести $mg$, где $m$ – масса человека, а $g$ – ускорение свободного падения. Весы измеряют именно силу, с которой на них давят, то есть вес.

Если человек движется с ускорением $a$, направленным вертикально, его вес изменяется. На человека действуют две силы: сила тяжести $mg$ (направлена вниз) и сила реакции опоры $N$ (направлена вверх). По третьему закону Ньютона, вес человека $P$ равен по модулю силе реакции опоры ($P = N$).

Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая этих сил сообщает телу ускорение: $F_{равн} = ma$. Если направить ось OY вертикально вверх, то в проекции на эту ось закон будет выглядеть так:

$N - mg = ma$

Отсюда можно выразить силу реакции опоры, а значит и вес:

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

Эта формула показывает, что показания весов зависят от ускорения человека. Если ускорение направлено вверх ($a > 0$), вес увеличивается. Если ускорение направлено вниз ($a < 0$), вес уменьшается.

В начальный момент приседания человек начинает двигаться вниз, то есть его ускорение $a$ направлено вниз. В нашей системе координат (ось OY направлена вверх) проекция ускорения будет отрицательной ($a < 0$). Тогда формула для веса примет вид:

$P = m(g - |a|)$

Из этого следует, что вес $P$ становится меньше силы тяжести $mg$. Поэтому в момент начала резкого приседания весы покажут меньшее значение, чем в состоянии покоя. Это явление называют частичной невесомостью.

Ответ: В начале резкого приседания показания весов уменьшатся, так как тело начинает движение с ускорением, направленным вниз.

В начальный момент вставания человек начинает двигаться вверх, то есть его ускорение $a$ направлено вверх. Проекция ускорения на ось OY будет положительной ($a > 0$). Формула для веса в этом случае:

$P = m(g + a)$

Из этого следует, что вес $P$ становится больше силы тяжести $mg$. Человек, чтобы ускориться вверх, должен оттолкнуться от весов с силой, превышающей его силу тяжести. Это явление называют перегрузкой. Поэтому в момент начала резкого вставания весы покажут большее значение.

Ответ: В начале резкого вставания показания весов увеличатся, так как тело начинает движение с ускорением, направленным вверх.

► 261. Галилей в XVII в. писал: «Мы ощущаем груз на наших плечах, когда стараемся мешать его падению. Но если станем двигаться вниз с такой же скоростью, как и груз, лежащий на нашей спине, то как же может он давить и обременять нас? Это подобно тому, как если бы мы захотели поразить копьём, не выпуская его из рук, кого-либо, кто бежит впереди нас с такой же скоростью, с какой движемся и мы». О каком физическом явлении писал Галилей?

Решение

В приведенном отрывке Галилео Галилей описывает физическое явление, известное как невесомость.

Рассмотрим ситуацию с физической точки зрения. Когда человек неподвижно стоит и держит груз на плечах, он ощущает его вес. Вес – это сила $P$, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к Земле. В состоянии покоя вес тела равен силе тяжести, действующей на него: $P = F_{тяж} = mg$, где $m$ – масса тела, а $g$ – ускорение свободного падения. Человек, чтобы удержать груз, должен приложить к нему силу реакции опоры $N$, направленную вверх и равную по модулю силе тяжести: $N = mg$. По третьему закону Ньютона, груз давит на плечи человека с силой $P$, равной по модулю силе реакции опоры, $P=N$. Именно эту силу человек и ощущает как «груз на плечах».

Галилей предлагает рассмотреть случай, когда человек вместе с грузом начинает двигаться вниз «с такой же скоростью, как и груз». Эта формулировка, в контексте «падения» груза, означает, что и человек, и груз находятся в состоянии свободного падения, то есть движутся вниз с одинаковым ускорением – ускорением свободного падения $a = g$.

Запишем второй закон Ньютона для груза, находящегося на плечах у падающего человека. На груз действуют две силы: сила тяжести $mg$, направленная вниз, и сила реакции опоры $N$ (со стороны плеч), направленная вверх. Результирующая сила сообщает грузу ускорение $a=g$, направленное вниз. В проекции на вертикальную ось, направленную вниз, уравнение движения будет выглядеть так:

$mg - N = ma$

Поскольку в свободном падении ускорение тела $a$ равно ускорению свободного падения $g$, получаем:

$mg - N = mg$

Отсюда следует, что сила реакции опоры $N = 0$.

Вес тела $P$ (сила, с которой оно давит на опору) по третьему закону Ньютона равен по модулю силе реакции опоры $N$. Следовательно, в состоянии свободного падения вес груза становится равным нулю: $P = 0$. Это и есть состояние невесомости. Груз перестает давить на плечи, так как и он, и плечи движутся вниз с одинаковым ускорением.

Аналогия с копьем прекрасно иллюстрирует эту идею: если два объекта движутся с одинаковой скоростью (и ускорением), их относительная скорость (и ускорение) равна нулю, и они не могут взаимодействовать друг с другом (копье не может догнать и поразить бегущего, груз не может «догнать» и надавить на плечи).

Таким образом, Галилей описал принцип, согласно которому в системе отсчета, свободно падающей в гравитационном поле, гравитация не ощущается. Это состояние мы и называем невесомостью.

Ответ: Галилей писал о явлении невесомости.