Вес тела при ускоренном движении
При ускоренном движении вес тела может увеличиваться, уменьшаться или стать равным нулю. Это зависит от направления ускорения относительно силы тяжести и от того, на что тело давит: на опору или подвес.
Сила тяжести действует на тело со стороны Земли и равна \(mg\). Вес — другая сила: это действие тела на опору или подвес. Поэтому вес может отличаться от силы тяжести, хотя в покоящемся теле у горизонтальной опоры эти силы по модулю равны.
Формула
Если тело движется вертикально, а ускорение имеет модуль \(a\), то при выборе направления вверх за положительное:
Здесь \(P\) — вес тела, \(m\) — масса, \(g\) — ускорение свободного падения, \(a\) — ускорение. Формула для движения вниз справедлива, пока \(a<g\). Если тело падает с ускорением \(g\), опора перестаёт давить на него: наступает невесомость, \(P=0\).
Человек массой \(60\,\text{кг}\) стоит на платформе, которая ускоряется вверх с \(a=2\,\text{м/с}^2\). При \(g\approx10\,\text{м/с}^2\) его вес равен \(P=60(10+2)=720\,\text{Н}\), хотя сила тяжести равна только \(600\,\text{Н}\). Человек ощущает увеличение нагрузки — это проявление перегрузки.
Вес не равен массе и не всегда равен силе тяжести. Масса измеряется в килограммах и не меняется из-за ускорения, а вес измеряется в ньютонах и зависит от движения и наличия опоры.
Лифт движется вниз, ускоряясь вниз. Как изменится вес пассажира?
Главное
- Вес — сила действия тела на опору или подвес.
- При ускорении вверх \(P=m(g+a)\), при ускорении вниз \(P=m(g-a)\).
- При свободном падении вес равен нулю: это невесомость.