Вес тела в лифте
При ускоренном движении лифта вес тела может быть больше или меньше обычного. Лифт ускоряется вверх — возникает перегрузка, вниз — вес уменьшается; при свободном падении наступает невесомость.
Для расчёта используют второй закон Ньютона. Пусть \(g\) — ускорение свободного падения, а \(a\) — модуль ускорения лифта. Направление ускорения важно: скорость лифта может быть направлена вниз, но если он тормозит, его ускорение направлено вверх.
Формулы
Если лифт покоится или движется равномерно, \(a=0\), поэтому \(P=mg\). При ускорении вверх вес увеличивается: \(P>mg\). При ускорении вниз вес уменьшается: \(P<mg\). В режиме свободного падения \(a=g\), и \(P=0\).
Тело массой \(60\) кг находится в лифте, который ускоряется вверх с \(a=2\,\text{м/с}^2\). При \(g=10\,\text{м/с}^2\) его вес равен \(P=60(10+2)=720\) Н. Обычный вес был бы \(mg=600\) Н, поэтому Адам испытывает перегрузку.
Сила тяжести \(mg\) действует на тело со стороны Земли и при постоянной массе не меняется из-за движения лифта. Вес — действие тела на опору; он меняется вместе с ускорением лифта. Подробное понятие веса рассматривается на странице веса тела.
Лифт движется вверх, но тормозит. Как изменяется вес пассажира?
Главное
- Вес — сила действия тела на опору или подвес, а не сила тяжести.
- При ускорении вверх \(P=m(g+a)\), при ускорении вниз \(P=m(g-a)\).
- При свободном падении \(P=0\): это состояние невесомости; при ускорении вверх возникает перегрузка.