Перегрузка в лифте
Перегрузка в лифте — это изменение веса человека из-за ускорения кабины. При разгоне лифта вверх человек давит на пол сильнее обычного, а при разгоне вниз — слабее; это ощущается как увеличение или уменьшение тяжести тела.
Для описания явления используют понятие веса тела при ускоренном движении. Если лифт движется равномерно вверх или вниз, его ускорение равно нулю, поэтому вес человека обычный. Важно направление именно ускорения, а не скорости.
Формула
Пусть человек массой \(m\) стоит на полу лифта, а ускорение лифта направлено вертикально. При ускорении вверх сила реакции опоры, равная весу \(P\), увеличивается; при ускорении вниз — уменьшается.
Здесь \(P\) — вес человека, \(m\) — его масса, \(g\) — ускорение свободного падения, \(a\) — модуль ускорения лифта. При \(a=g\) во время движения вниз \(P=0\): возникает невесомость, хотя сила тяжести продолжает действовать.
Человек массой 60 кг находится в лифте, который ускоряется вверх с \(a=2\,\text{м/с}^2\). При \(g\approx10\,\text{м/с}^2\) его вес равен \(P=60(10+2)=720\,\text{Н}\). В покое он весил бы 600 Н, поэтому ощущает себя тяжелее.
Перегрузка — не обязательно опасная аварийная нагрузка. В физике это любое изменение веса относительно обычного. Кроме того, масса человека не меняется: меняется сила давления на опору. Невесомость также не означает исчезновение силы тяжести.
Лифт движется вверх, но замедляется. Как изменяется вес пассажира?
Главное
- Перегрузка возникает при ускорении лифта и означает изменение веса, а не массы.
- Ускорение вверх увеличивает вес, ускорение вниз уменьшает его.
- При свободном падении вместе с лифтом вес становится равным нулю — это невесомость.