Номер 2, страница 86 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 18. Вес тела, движущегося с ускорением. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 2, страница 86.

2. В каком случае вес тела равен силе тяжести по модулю и направлению?

Что такое вес тела?

Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле (или другому астрономическому объекту) действует на опору или подвес. Важно отличать вес тела от силы тяжести. Сила тяжести приложена к самому телу и является результатом гравитационного взаимодействия с Землей, тогда как вес приложен к опоре или подвесу. Вес, как и любая сила, измеряется в ньютонах (Н) и обозначается буквой $P$.

Ответ: Вес тела – это сила упругости, с которой тело действует на горизонтальную опору или растягивает подвес из-за гравитационного притяжения.

2. В каком случае вес тела равен силе тяжести по модулю и направлению?

Вес тела $P$ равен по модулю и совпадает по направлению с силой тяжести $F_{тяж}$ только в том случае, когда тело и его опора (или подвес) находятся в состоянии покоя или движутся прямолинейно и равномерно (то есть с нулевым ускорением, $a=0$) относительно инерциальной системы отсчёта (например, Земли).

Рассмотрим тело массой $m$ на горизонтальной опоре. На него действуют две силы: сила тяжести $\vec{F}_{тяж}$, направленная вертикально вниз, и сила нормальной реакции опоры $\vec{N}$, направленная вертикально вверх. Согласно второму закону Ньютона, $\vec{F}_{тяж} + \vec{N} = m\vec{a}$.

В проекции на вертикальную ось OY, направленную вверх, уравнение примет вид: $N - F_{тяж} = ma_y$.

Если тело покоится или движется равномерно, его ускорение $a_y = 0$. Тогда $N - F_{тяж} = 0$, следовательно, по модулю сила реакции опоры равна силе тяжести: $N = F_{тяж}$.

По третьему закону Ньютона, вес тела $P$ (сила, с которой тело давит на опору) равен по модулю силе реакции опоры $N$. Таким образом, $P = N$.

Из этого следует, что при $a=0$ модуль веса тела равен модулю силы тяжести: $P = F_{тяж} = mg$.

Направление веса (сила, действующая на опору) и направление силы тяжести (сила, действующая на тело) в этом случае совпадают – оба вектора направлены вертикально вниз, к центру Земли.

Ответ: Вес тела равен силе тяжести по модулю и направлению, когда тело вместе с опорой или подвесом находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно.

3. Приведите пример тел, находящихся...

Примеры тел, вес которых равен силе тяжести (поскольку они находятся в состоянии покоя или движутся с постоянной скоростью относительно Земли):

• Книга, спокойно лежащая на столе.
• Человек, неподвижно стоящий на полу.
• Люстра, висящая на потолке.
• Автомобиль, движущийся по прямой горизонтальной дороге с постоянной скоростью.
• Гиря, неподвижно лежащая на чаше весов.

Во всех этих случаях ускорение тел равно нулю, поэтому их вес по модулю равен силе тяжести $P=mg$.

Ответ: Примерами являются любые неподвижные предметы: здание, стоящий на полке предмет, висящая на стене картина; а также объекты, движущиеся прямолинейно и равномерно, например, поезд, идущий с постоянной скоростью по прямому участку пути.