Номер 8, страница 92 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 6. Силы в механике. Параграф 22. Вес тела. Перегрузка и невесомость - номер 8, страница 92.

Условие.

8. Когда возникает перегрузка?

Решение.

Перегрузка — это состояние, при котором вес тела, то есть сила его воздействия на опору или подвес, превышает силу тяжести, действующую на это тело. Перегрузка возникает, когда тело движется с ускорением, направленным противоположно вектору ускорения свободного падения (то есть, условно говоря, "вверх").

Рассмотрим физическую основу этого явления. Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы $\text{m}$ на ускорение $\vec{a}$. Если тело находится на горизонтальной опоре и движется с ускорением $\vec{a}$, направленным вертикально вверх, то на него действуют две силы: сила тяжести $F_{т} = m\vec{g}$, направленная вниз, и сила нормальной реакции опоры $\vec{N}$, направленная вверх.

Запишем второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вверх: $N - mg = ma$.

Вес тела $\text{P}$ по определению (и согласно третьему закону Ньютона) равен по модулю силе реакции опоры: $P = N$.

Из уравнения движения выразим $\text{N}$: $N = mg + ma = m(g + a)$.

Следовательно, вес тела в этом случае равен $P = m(g + a)$.

Состояние перегрузки наступает, когда вес $\text{P}$ становится больше "обычной" силы тяжести $mg$.

$P > mg \implies m(g + a) > mg \implies g + a > g \implies a > 0$.

Это математически подтверждает, что для возникновения перегрузки ускорение тела должно быть направлено вверх (против силы тяжести).

Характерными примерами ситуаций, в которых возникает перегрузка, являются: старт космического корабля, взлет самолета, начало движения лифта вверх или его торможение при спуске, а также выполнение фигур высшего пилотажа, например, выход из пикирования в нижней точке "мертвой петли".

Ответ: Перегрузка возникает, когда тело движется с ускорением, направленным в сторону, противоположную направлению действия силы тяжести (например, вертикально вверх). В результате этого вес тела становится больше силы тяжести.