Физика механика лекции и вопросы / OF1_5_Gravitatsionnoe_pole_Zemli_Gravimetria_mi

1.5.3. Вес

Что такое в нас тяжесть? Разве тело наше тянет? Тело наше, милый человек, на весу ничего не значит: сила наша, сила тянет, не тело!

Н.С. Лесков

Вес

(Weight)

Вес тела – сила, с которой тело действует на горизонтальную подставку или на вертикальный подвес вследствие гравитационного притяжения к Земле. При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса.

Пусть тело лежит на неподвижном относительно Земли горизонтальном столе. Это определение относится к системе отсчёта, связанной с подставкой или подвесом. Оно соответствует практике определения веса в земных условиях на пружинных весах.

Вес тела и сила тяжести

(Weight and gravity force)

На тело действуют сила тяжести FТ = mg, направленная вертикально вниз, и сила N, с которой опора действует на тело. Силу N

называют силой нормального давления или силой реакции опоры. Силы, действующие на тело, уравновешивают друг друга: FТ = – N. В соответствии с третьим законом Ньютона тело действует на опору с некоторой силой P, равной по модулю силе реакции опоры и направленной в противоположную сторону: P = – N. Силу P называют весом тела.

Вес тела и сила тяжести. mg – сила тяжести; N – сила реакции опоры; P – сила давления тела на опору (вес тела): mg = – N = P

Пружинные весы

(Spring balance)

Следует различать:

•силу притяжения тел к Земле по закону всемирного тяготения. Эта сила тяготения не зависит от вращения Земли и от того, покоится или движется данное тело в поле тяготения Земли.

•силу тяжести – разность между силой тяготения и центробежной силой инерции. Наблюдаемое на Земле ускорение свободного падения сообщается телам силой тяжести. Лишь пренебрегая центробежной силой инерции по сравнению с силой тяготения, можно полагать, что ускорение свободного падения равно ускорению силы тяготения. На полюсе центробежная сила инерции равна нулю и сила тяжести равна силе тяготения; на экваторе разность между этими силами имеет максимальное значение.

•вес тела, т. е. силу, с которой тело действует на опоры, препятствующие его свободному падению. Для покоящегося тела вес равен силе тяжести.

1.5.4. Невесомость

Невесомость

(Weightlessness)

Невесомость – состояние тела, когда его вес равен нулю, т. е. такое состояние механической системы, при котором действующее на систему гравитационное поле не вызывает взаимного движения частей системы.

Вес тела в движущемся лифте. Вектор ускорения a направлен вертикально вниз. а) a = 0, P = mg; б) a = g, P = 0 (невесомость); в) a = 2g, P = – mg

Тренировка космонавтов в состоянии невесомости во время контролируемого свободного падения самолёта