Вес тела и невесомость

Весом тела называют силу, с которой тело вследствие притяжения Земли действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес¹. В соответствии с III законом Ньютона модуль веса тела равен силе реакции опоры или силе натяжения связи.

Необходимо помнить, что вес тела и сила тяжести не одно и то же. Эти силы приложены к разным телам и различие их по абсолютной величине определяется многими причинами. Рассмотрим несколькопримеров:

1. Тело находится в лифте, движущемся в вертикальном направлении

Рис. 2.4

2. Тело находится на поверхности Земли в разных ее точках

Рис. 2.5

Если тело не действует на опору или подвес, то говорят, что оно находится в состоянии невесомости. В этом случае на тело действует только сила земного притяжения (состояние свободного падения).

Общая схема решения задач на законы Ньютонавыглядит следующим образом:

1. Начертить рисунок в соответствии с условиями задачи.

2. Выполнить анализ взаимодействий тел и на его основе создать чертеж сил, действующих на рассматриваемые тела.

3. Изобразить на рисунке систему отсчета (тело отсчета и связанную с ним систему координат).

4. Записать соотношения по II закону Ньютона для каждого из движущихся тел системы в векторной форме.

5. Записать эти же уравнения в проекциях на оси координат.

6. Решить полученную систему уравнений относительно неизвестных величин и проверить их размерность.

Пример.Определить ускорение, с которым движется тело по горизонтальной поверхности, если известен коэффициент трения mмежду телом и поверхностью. К телу приложена внешняя сила направленная под угломaк горизонтальной поверхности. Масса тела ¾m(рис. 2.6).

Решение:

OX: ma = Fcosa - F_тp, где F_тp =mN

OY: 0 = N + Fsina - mg

N = mg - Fsina

F_тp =m(mg - Fsina)

¹Классическое определение для тел, находящихся у поверхности Земли; в общем плане сила тяжести создается различными небесными телами, а кажущийся вес можно создать и путем, например, вращения тела вокруг оси, непроходящей через тело («мертвая петля» и т. д.).