Вес. Невесомость.

Типовые задачи

1. Какой вес будет иметь груз массой 100 кг, находящийся в шахтной клети, если она поднимается равноускоренно с ускорением 0,2 м/с2?

2. Определить вес мальчика массой 50 кг, поднимающегося в лифте с ускорением 2 м/с2.

3. Металлический контейнер при разгрузке парохода сорвался с крюка подъемного крана и падает на причал. Каков в этот момент вес упакованной в контейнере мебели?

Краткая теория:

Вес тела - это сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Важно, что вес тела приложен не к телу, а к опоре или подвесу! Если нет опоры или подвеса или, если они движутся с тем же ускорением, что и тело, то веса нет - не на что давить. Это явление называется невесомостью. Свободно падающее тело находится в невесомости.

Возможные особенности задач:

При решении задач не путайте вес с силой тяжести.

Формулы для решения:

Для решения задач используются законы Ньютона и формулы кинематики.

При наличии вращательного движения используются формулы для определения центростремительного ускорения.

Алгоритм решения типовой задачи:

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически в произвольной системе отсчета, указав действующие на тело силы Учитываем, что вес действует на опору, а на тело действует реакция опоры. Сразу обозначаем ось координат.

3. Записываем в векторной форме второй закон Ньютона и уравнения движения. Уравнения движения и скорости - это зависимости перемещения (пути) и скорости от времени.

4. Записываем в эти же уравнения в скалярной форме: в проекциях на оси координат.

5. Решаем уравнения в общем виде.

6. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

7. Записываем ответ.

Примеры решения:

Задача 1.

Какой вес будет иметь груз массой 100 кг, находящийся в шахтной клети, если она поднимается равноускоренно с ускорением 0,2 м/с2?

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.


2. Изображаем условие графически в произвольной системе отсчета, указав действующие на тело силы Учитываем, что вес действует на опору, а на тело действует реакция опоры. Сразу обозначаем ось координат.

3. Записываем в векторной форме второй закон Ньютона.

По третьему закону Ньютона

4. Записываем эти уравнения в проекциях на оси координат.

5. Решаем уравнения в общем виде.

6. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

7. Ответ: вес груза будет равен 1000 Н.

Задача 2.

Определить вес мальчика массой 50 кг, в момент начала спуска лифта, когда его ускорение составило 2 м/с2.

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.


2. Изображаем условие графически в произвольной системе отсчета, указав действующие на мальчика силы Учитываем, что вес действует на опору, а на тело действует реакция опоры. Сразу обозначаем ось координат.

3. Записываем в векторной форме второй закон Ньютона.

4. Записываем эти уравнения в проекциях на оси координат.

5. Решаем уравнения в общем виде.

Подставляя "P":

6. Подставляем величины в общее решение, вычисляем.

7. Ответ: вес мальчика 590 ньютонов.

Задача 3.

Металлический контейнер при разгрузке парохода сорвался с крюка подъемного крана и падает на причал. Каков в этот момент вес упакованной в контейнере мебели?

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.

2. Изображаем условие графически в произвольной системе отсчета, указав действующие на тело силы Учитываем, что вес действует на опору, а на тело действует реакция опоры. Сразу обозначаем ось координат.

3. Записываем в векторной форме второй закон Ньютона для мебели.

По третьему закону Ньютона

4. Записываем уравнения в проекциях на оси координат.

5. Решаем уравнения в общем виде.

6. Подставляем величины в общее решение, вычисляем. По условию

7. Ответ: во время падения вес мебели равен нулю.