Перегрузка
Перегрузка — это увеличение кажущегося веса тела при ускоренном движении опоры или транспорта. Человек ощущает перегрузку, например, при резком старте лифта вверх: опора действует на него сильнее, чем обычно.
Как возникает перегрузка
В обычных условиях тело покоится на опоре, а его вес приблизительно равен \(mg\), где \(m\) — масса тела, а \(g\) — ускорение свободного падения. Если опора ускоряется вверх, ей нужно сообщить телу такое же ускорение. Поэтому сила реакции опоры увеличивается, и человек сильнее давит на пол или сиденье. Именно эту силу называют весом тела при ускоренном движении.
Здесь \(P\) — вес тела, \(N\) — сила реакции опоры, \(a\) — ускорение опоры вверх. При ускорении вниз вес уменьшается: \(P=m(g-a)\), если \(a<g\). Отношение веса при ускорении к обычному весу называют коэффициентом перегрузки: \(n=\frac{P}{mg}\). При покое \(n=1\), а при перегрузке \(n>1\).
Пассажир массой \(60\ \text{кг}\) находится в лифте, который ускоряется вверх с \(a=2\ \text{м/с}^2\). При \(g\approx10\ \text{м/с}^2\) его вес равен \(P=60(10+2)=720\ \text{Н}\) вместо обычных \(600\ \text{Н}\). Пассажир ощущает, что стал тяжелее.
При невесомости вес тела равен нулю: тело не давит на опору и не натягивает подвес, хотя его масса и сила притяжения Земли не исчезают. Перегрузка, наоборот, означает увеличение веса. И перегрузка, и невесомость связаны с ускоренным движением, но дают противоположные ощущения.
Лифт ускоряется вниз с ускорением, меньшим \(g\). Что происходит с весом пассажира?
Главное
- Перегрузка — увеличение веса тела из-за ускорения опоры или транспорта вверх.
- При ускорении вверх \(P=m(g+a)\), поэтому коэффициент перегрузки больше единицы.
- Перегрузка не изменяет массу тела и противоположна невесомости, при которой вес равен нулю.