Перегрузка
Перегрузка — это состояние, при котором вес тела больше его значения в покое. Она возникает, например, при движении кабины лифта или ракеты с ускорением, направленным вверх.
Вес тела — сила, с которой тело действует на опору или подвес. Это понятие рассматривается внутри статьи о весе тела. При движении тела вместе с опорой вверх опора действует на тело сильнее, поэтому увеличивается и его вес. Причина перегрузки — ускорение, а не само по себе движение или большая скорость.
Формула перегрузки
Если тело находится на горизонтальной опоре и движется с ускорением \(a\) вверх, его вес равен:
В покое или при равномерном движении \(P_0=mg\). Поэтому коэффициент перегрузки определяется так:
При \(a>0\) вверх получается \(n>1\) — перегрузка. Если опора ускоряется вниз, вес уменьшается. При свободном падении \(P=0\): это состояние называют невесомостью. Подробнее различие между этими состояниями разобрано в статье «Весомость и невесомость».
Лифт начинает двигаться вверх с ускорением \(a=2\,\text{м/с}^2\). При \(g\approx10\,\text{м/с}^2\) коэффициент перегрузки \(n=1+\frac{2}{10}=1{,}2\). Значит, вес пассажира стал в \(1{,}2\) раза больше обычного: человек ощущает себя тяжелее на 20%.
Перегрузка — не увеличение массы тела и не обязательно увеличение силы тяжести. Масса и сила тяжести \(mg\) остаются прежними, а меняется вес из-за ускорения опоры. Поэтому перегрузка связана с силой реакции опоры.
Лифт движется вниз, но замедляется. Что происходит с весом пассажира?
Главное
- Перегрузка — это увеличение веса тела по сравнению с весом в покое.
- При ускорении вверх \(P=m(g+a)\), а коэффициент перегрузки \(n=1+\frac{a}{g}\).
- Перегрузку не следует путать с увеличением массы или силы тяжести; при свободном падении наступает невесомость.