Вес тела

При взаимодействии тел на каждое из них со стороны другого действует сила. Рассмотрим действие друг на друга тела и его горизонтальной опоры или тела и его вертикального подвеса.

Каждое из тел, притягиваясь к Земле, действует на опору или подвес с силой, о которой можно узнать на странице «Сила упругости». Это сила давления на опору или сила натяжения подвеса. Иначе эту силу называют весом тела.

Почему тело действует на опору или подвес? Потому что его притягивает Земля. Неподвижные опора или подвес не позволяют телу падать и сами испытывают действие силы.

Вес - это сила, с которой тело вследствие притяжения Земли действует на опору или подвес.

Обозначим вес буквой \(P\). Вес мяча приложен к опоре (крышке стола), направлен вниз и является уже известной силой давления. Вес собаки приложен к земле в местах соприкосновения ее лап с землей и равен сумме четырех сил: \(P = P_{1} + P_{2} + P_{3} + P_{4}\).

А теперь еще раз сравним силу тяжести и вес тела. У этих сил есть общее: они вызваны притяжением Земли. Эти силы очень часто (подчеркиваем - часто, но не всегда) численно равны друг другу. Но у силы тяжести и веса есть различия.

Во-первых, они приложены к разным телам: сила тяжести - к телу (шару), а вес - к опоре или подвесу (крышке стола, нити).

Во-вторых, сила тяжести в данном месте Земли имеет строго определенное значение \(F = gm\), а вес тела может быть не только равен, но и больше или меньше этого значения.

Докажем это с помощью опыта. Подвесим груз на пружине. Если мы будем равномерно поднимать и опускать этот груз, то удлинение пружины, а значит, и сила упругости и вес груза будут оставаться такими же, как в случае неподвижного груза. Но если мы неравномерно (с разгоном) опустим или поднимем груз в вертикальном направлении, то будут наблюдаться изменения в растяжении пружины, что указывает на изменения веса тела.

Действующая на тело сила тяжести на других планетах может быть как больше, так и меньше, чем на Земле. Значит, и вес тела на этих планетах будет другим.

А может ли тело вообще потерять вес? Космонавты и все тела в космическом корабле свободно парят, не оказывая действия на опору или подвес, т. е. их вес \(P = 0\). Это состояние тела называется невесомостью.

Невесомость можно создать и на Земле. Пустим свободно падать груз вместе с пружиной. Пружина не растягивается, а, значит, вес груза равен нулю. Это и есть невесомость.

Главные выводы:

  1. Вес тела - сила, приложенная к опоре или подвесу.
  2. Вес неподвижного или равномерно движущегося тела численно равен силе тяжести.
  3. Вес тела, движущегося неравномерно, может изменяться и быть больше силы тяжести, меньше и даже равным нулю.

Читать далее