Вага тіла - це сила, з якою воно тисне на опору або підвіс під дією гравітаційного тяжіння. У стані спокою вага тіла дорівнює силі тяжкості і обчислюється за формулою P = gm. У побуті часто вживають неправильне визначення поняття "вага", вважаючи його аналогічним поняттю "маса". Наприклад, говорячи про людину: "він важить 80 кілограмів". Насправді, вага цієї людини становила б приблизно 9,81 * 80 = 784,8 Н (ньютонів).
Інструкція
1. Як відомо, третій закон Ньютона свідчить: "Сила дії дорівнює силі протидії". Тобто у вашому випадку та сила, з якою тіло діє на опору або підвіс, повинна бути рівна силі реакції цієї опори або підвісу. Припустимо, яке-небудь тіло масою m знаходиться на нерухомій опорі. В даному випадку, сила реакції опори N чисельно дорівнює силі тяжкості тіла (його вазі). Отже, вага дорівнює gm.
2. А якби опора не була нерухомою? Ось характерний приклад: людина зайшла в ліфт, натиснула кнопку вищерозташованого поверху. Ліфт поїхав вгору, і людині відразу здалося, ніби його тіло стало важче. Чому так відбувається? У кабіні ліфта знаходиться тіло масою m. Воно стало рухатися вгору з прискоренням a. При цьому сила реакції опори (підлоги кабіни ліфта) дорівнює N. Чому дорівнює вага тіла?
3. Згідно з другим законом Ньютона, будь-яка сила, що діє на тіло, може бути представлена, як твір величин маси цього тіла і прискорення, з яким він рухається. При русі вертикально вгору, з урахуванням того, що вектори прискорень g і a спрямовані в протилежні сторони, виходить: mg + N = ma, або mg + ma = N. Звідси випливає, що N = m (g + a). А оскільки вага Р чисельно дорівнює реакції опори N, то в цьому випадку: P = m(g+a).
4. З вищевказаної формули легко зрозуміти, чому при русі в ліфті вгору людині здається, ніби вона стала важчою. Зрозуміло, чим більше буде прискорення a, тим більше буде і вага тіла Р. А якщо ліфт буде рухатися не вгору, а вниз? Розмірковуючи точно таким же чином, ви отримаєте формулу: N = m (g - a), тобто, вага Р = m (g-a). Неважко зрозуміти, чому при русі вниз людині здається, ніби вона стала легше. І чим більше прискорення a, тим менше буде вага тіла.
5. А що станеться, якщо прискорення a практично зрівняється з прискоренням вільного падіння g? Тоді виникне стан невагомості, добре знайоме космонавтам. Адже тоді вага тіла P = m (g-g) = 0.