A. Вес тела

Вес тела

Весом тела называется сила, с которой тело действует на неподвижную относительно него опору или подвес.

Вес тела возникает вследствие его деформации, вызванной действием силы со стороны опоры (силы реакции) или подвеса (силы натяжения) Вес существенно отличается от силы тяжести:

1. Это силы разной природы: сила тяжести — гравитационная сила, вес — упругая сила (электромагнитной природы).
2. Они приложены к разным телам: сила тяжести — к телу, вес — к опоре (рис. 2).

   

   Рис. 2

3. Направление веса тела не обязательно совпадает с отвесным направлением.
4. Сила тяжести тела в данном месте Земли постоянная и не зависит от характера движения тела; вес зависит от ускорения, с которым движется тело.

Рассмотрим, как изменяется вес тела, движущегося в вертикальном направлении вместе с опорой (рис. 3 а, б, в). На тело действуют сила тяжести \(~\vec F_T = m \vec g\) и сила реакции опоры \(~\vec N_p\).

Рис. 3

Основное уравнение динамики\[~m \vec a = m \vec g + \vec N_p\]. В проекции на ось Оу:

а) \(~0 = N_{p1} - mg \Rightarrow N_{p1} = mg\). По третьему закону Ньютона модули сил N_p1 = P₁. Следовательно, вес тела P₁ = mg.

б) \(~ma = N_{p2} - mg \Rightarrow N_{p2} = m (a + g)\). Значит, \(~P_2 = m (a + g) \Rightarrow P_2 > mg\) (тело испытывает перегрузки).

в) \(~-ma = N_{p3} - mg \Rightarrow N_{p3} = m (g - a)\). Следовательно, вес тела \(~P_3 = m (g - a) \Rightarrow P_3 < mg\). Если a = g, то P = 0.

Таким образом, вес тела при вертикальном движении может быть в общем случае выражен формулой

\(~P = m (g \pm a).\)

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 40-41.