Обсуди с товарищами, страница 103 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 21. Искусственные спутники Земли. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - страница 103.

Почему тела внутри спутника, движущегося за пределами земной атмосферы, невесомы?

Решение

Чтобы понять явление невесомости, для начала нужно определить, что такое вес тела. Вес $P$ — это сила, с которой тело вследствие гравитационного притяжения действует на опору или подвес. Вес не следует путать с силой тяжести ($F_g$), которая является силой, действующей на само тело со стороны гравитационного поля (например, Земли). В состоянии покоя на горизонтальной поверхности вес тела по модулю равен силе тяжести.

Спутник, который движется по орбите за пределами земной атмосферы, находится под постоянным воздействием силы тяжести Земли. Эта сила является центростремительной и заставляет спутник двигаться по круговой или эллиптической орбите, а не улетать в космос. Движение тела под действием одной лишь силы тяжести называется свободным падением. Таким образом, спутник постоянно находится в состоянии свободного падения — он как бы все время падает на Землю, но из-за своей большой горизонтальной скорости постоянно «промахивается».

Все тела, находящиеся внутри спутника, будь то космонавты или оборудование, также подвержены действию силы тяжести Земли. Поэтому они, так же как и сам спутник, находятся в состоянии свободного падения и движутся с одинаковым ускорением свободного падения $g$ (которое на высоте орбиты лишь немного меньше, чем у поверхности планеты).

Поскольку и оболочка спутника, и все тела внутри него падают на Землю вместе, с одним и тем же ускорением ($a = g$), они не движутся относительно друг друга. Тела не давят на пол или стенки спутника, а значит, сила реакции опоры $N$ со стороны спутника на тела равна нулю ($N=0$). Так как вес $P$ — это сила, с которой тело действует на опору, то при отсутствии взаимодействия с опорой вес тел также становится равным нулю ($P=0$). Это состояние и называется невесомостью.

Ответ:

Тела внутри спутника находятся в состоянии невесомости, потому что и сам спутник, и все тела внутри него движутся под действием только силы тяжести Земли. Это означает, что они находятся в состоянии непрерывного свободного падения. Так как спутник и тела в нём падают с одинаковым ускорением, они не давят друг на друга и на внутренние поверхности спутника. Отсутствие силы давления на опору означает, что вес тел равен нулю.