Параграф 18 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

⚖️ Вес тела, движущегося с ускорением

⚖️ Определение веса тела

Вес тела — это сила, с которой тело давит на опору или подвес вследствие притяжения к Земле.

• В отличие от силы тяжести, вес является реакцией опоры или подвеса на это притяжение.

• Вес тела на горизонтальной поверхности в состоянии покоя равен произведению массы на ускорение свободного падения.

• Данное состояние описывается формулой P = mg.

• В состоянии покоя вес равен силе тяжести.

• Данный вес может изменяться в зависимости от состояния движения тела, если это тело начинает двигаться с ускорением или тормозить.

🚀 Изменение веса при движении с ускорением

Если тело начинает двигаться с ускорением, его вес изменяется.

• При движении лифта вверх с ускорением вес тела увеличивается.

• Это происходит, потому что к силе тяжести добавляется сила инерции.

• Вес в таком случае определяется формулой P = m(g + a).

• При движении лифта вниз с ускорением вес уменьшается.

• В этой ситуации сила инерции направлена противоположно силе тяжести.

• Данный вес рассчитывается по формуле P = m(g - a).

• Такое состояние часто называют перегрузкой или недогрузкой.

🌌 Понятие невесомости

Состояние невесомости возникает, когда вес тела обращается в ноль.

• Это происходит, если тело движется вниз с ускорением, равным ускорению свободного падения a = g.

• В этом случае сила реакции опоры исчезает.

• Тело перестаёт давить на опору или подвес.

• Примером является свободное падение или движение космонавтов в космосе.

• В состоянии невесомости человек и окружающие его предметы не испытывают никакого веса относительно друг друга.

• Все объекты в данной системе движутся с одинаковым ускорением.

📟 Демонстрация невесомости

Для демонстрации состояния невесомости используется подвешенный динамометр с грузом.

• Если данную систему отпустить, то при свободном падении вес груза становится равен нулю.

• Это показывает отклонение стрелки динамометра на нулевое значение.

• В таком состоянии на тело действует только сила тяжести.

• При этом нет никакой реакции опоры.

• Этот опыт подтверждает, что невесомость — это состояние, когда отсутствует давление на опору.

• В реальных условиях подобное состояние достигается на борту самолёта или космического корабля.

📦 Опыт с полиэтиленовым пакетом

Для наглядного эксперимента можно использовать пакет, частично заполненный водой.

• Если удерживать пакет за верх, а затем резко отпустить, то вода внутри не выльется.

• Это означает, что внутри пакета возникает невесомость.

• В момент свободного падения вода не оказывает давления на нижнюю часть пакета.

• Эта вода «зависает» в воздухе.

• Данный простой опыт подтверждает, что в условиях невесомости все внутренние части системы движутся с одинаковым ускорением.

• В этой системе части не взаимодействуют друг с другом.

💎 База параграфа

• 📐 Величины и формулы:

  • Вес в покое (P) — измеряется в Ньютонах (Н). P = mg.

  • Вес при ускорении вверх (P) — измеряется в Ньютонах (Н). P = m(g + a).

  • Вес при ускорении вниз (P) — измеряется в Ньютонах (Н). P = m(g - a).

  • Сила тяжести (Fт) — измеряется в Ньютонах (Н). Fт = mg.

• 🔢 Цифры и константы:

  • 9,8 м/с² — ускорение свободного падения (g) на Земле.

  • 0 Н — вес тела в состоянии невесомости.

• 🧪 Явления и опыты:

  • Движение лифта — классический пример изменения веса (перегрузка при старте вверх, недогрузка при старте вниз).

  • Свободное падение динамометра — доказывает исчезновение веса (стрелка на 0) при a = g.

  • Падающий пакет с водой — демонстрирует отсутствие давления воды на стенки при свободном падении.

• 📖 Определения:

  • Вес тела — сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.

  • Невесомость — состояние тела, при котором оно не оказывает давления на опору или подвес.

  • Перегрузка — увеличение веса тела, вызванное его ускоренным движением.

📝 Подведем итоги

• Вес и сила тяжести — это разные силы. Вес приложен к опоре, а сила тяжести — к самому телу.

• При движении с ускорением вес может быть больше или меньше силы тяжести.

• Перегрузка возникает при направлении ускорения противоположно ускорению свободного падения.

• Невесомость наступает в момент свободного падения, когда ускорение тела в точности равно g.

• В состоянии невесомости сила тяжести продолжает действовать на тело, но вес становится равным нулю.