Номер 3, 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 3, страница 86.

3. Приведите пример тел, находящихся в состоянии, когда сила тяжести меньше веса тела. Как называется это состояние?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо чётко различать понятия силы тяжести и веса тела.

Сила тяжести ($F_т$) – это сила гравитационного притяжения, действующая на тело со стороны планеты (например, Земли). Она всегда направлена вертикально вниз, к центру планеты, и рассчитывается по формуле $F_т = mg$, где $m$ – масса тела, а $g$ – ускорение свободного падения. Эта сила приложена к центру масс самого тела.

Вес тела ($P$) – это сила, с которой тело вследствие своего притяжения к планете действует на опору или подвес. Эта сила упругой природы и приложена к опоре или подвесу. В состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения на горизонтальной поверхности вес тела по модулю равен силе тяжести: $P = mg$.

Ситуация, когда сила тяжести меньше веса тела ($F_т < P$), возникает, когда тело движется с ускорением, направленным вертикально вверх. Рассмотрим тело в лифте, который начинает движение вверх с ускорением $a$. Согласно второму закону Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вверх:

$ma = N - F_т$

где $N$ – сила нормальной реакции опоры. Отсюда сила реакции опоры равна:

$N = F_т + ma = mg + ma = m(g+a)$

По третьему закону Ньютона вес тела $P$ по модулю равен силе реакции опоры $N$. Следовательно, вес тела в этом случае будет:

$P = m(g+a)$

Как видно из формулы, если ускорение $a$ направлено вверх ($a > 0$), то вес тела $P$ становится больше силы тяжести $F_т = mg$.

Примеры тел, находящихся в состоянии, когда сила тяжести меньше веса:

- Человек или любой предмет в лифте в момент, когда лифт начинает движение вверх или тормозит при движении вниз.

- Космонавт в космическом корабле во время старта и разгона ракеты.

- Летчик-истребитель при выходе из пикирования или выполнении "мертвой петли" в нижней ее части.

Такое состояние, при котором вес тела превышает силу тяжести, называется перегрузкой.

Ответ: Примером тела, у которого сила тяжести меньше его веса, является космонавт в ракете, стартующей с Земли. Такое состояние называется перегрузкой.