Вес тела

Занятие 2
Всемирное тяготение
и его проявление
Работы Ньютона
 Ньютону было 23 года, когда из-за
эпидемии чумы ему пришлось покинуть
на время университет в Кембридже и на
два года уединиться в своей родной
деревне.
 Позже он вспоминал: «В то время я был в
расцвете своих изобретательских сил и
думал о математике и философии
больше, чем когда-либо после.»
 Однажды , увидев в саду падающее
яблоко, Ньютон задумался: действует ли
земное притяжение на Луну так же, как и
на яблоко?
 Используя известные ему законы
движения планет, открытые немецким
ученым Кеплером, Ньютон погрузился в
расчеты.
 Так , в деревенской глуши, был открыт
закон всемирного тяготения.
Рассмотри рисунок
и попробуй ответь
на вопросы:
Как ты считаешь:
Правы ли они в
своих рассуждениях?
Какой закон в этом
тебя убеждает?
Закон всемирного тяготения
Любое тело на земле притягивается к ней.
Если Землю считать однородным шаром, то силу
притяжения можно рассчитать, пользуясь
формулой закона всемирного тяготения
mM з
F G 2
R
Тела притягиваются друг к другу с силой, модуль
которой пропорционален произведению их масс
и обратно пропорционален квадрату расстояния
между ними.
Эта сила приложена к центру массы тела и направлена по
радиусу к центру массы Земли.
G
- Постоянная всемирного тяготения,
гравитационная постоянная
m
- Масса тела
MЗ
- Масса Земли
R
Это интересно
- Расстояние между телами (Радиус Земли)
Гравитационная постоянная
Постоянная
G
имеет простой смысл.
Если массы взаимодействующих тел m1 и m2
R между
равны единице и расстояние
ними тоже равно единице то, сила F
всемирного тяготения численно равна G
11 Нм2
кг 2
G  6,67 *10
Значение гравитационной постоянной
было найдено из опыта.
Это интересно
Сила тяжести
Одно из проявлений силы всемирного тяготения –
сила притяжения тела к Земле,
называемая силой тяжести.
Она направлена к центру Земли.


Fт  mg
Точку приложения силы тяжести
называют центром тяжести тела.
Положение центра тяжести тела совпадает с
его центром масс.

mg

mg
Вес тела
• Допустим, что какое-либо тело, например шар, лежит
на горизонтальной опоре. Шар взаимодействует с
Землей и, если бы был свободным, под действием

силы тяжести падал бы на Землю с ускорением g.
Но падению шара препятствует опора.
• Шар и опора взаимодействуют. 
Шар действует на опору с силой F ,


равной по модулю силе тяжести Fт  mg
а опора на шар – с силой равной по модулю,
но противоположно направленной

силой реакции опоры N .

P
Силу
, с которой тело, вследствие его
притяжения к Земле, действует на опору или
подвес, называют весом.
Важно понять и запомнить, что
ВЕС- это сила, приложенная к опоре, а не к телу.
К телу приложены лишь сила тяжести и реакция
опоры, уравновешивающие друг друга.
Взаимодействие тела с опорой приводит
к их деформации: нижние части тела под
действием верхних сжимаются.

mg

P

mg

P
Тело каждого из нас в результате взаимодействия с опорой также
деформируется. Мы воспринимаем эту деформацию как весомость.
Отсюда и произошло обыденное выражение «вес тела», хотя вес –
это сила, приложенная не к телу, а к опоре.
Вес тела в разных
условиях -разный
• Вес тела и сила
тяжести – это две
разные силы, они
приложены к
разным телам и,
как будет показано
далее, могут быть
неравными.
Просмотри
видеосюжет
Перегрузки
Вес тела может быть больше силы тяжести
Вес тела при его ускоренном движении по вертикали вверх
равен:
P  mg  ma
При ускоренном движении тела по вертикали вверх его вес
увеличивается на ma.
O

a

mg
Y

P

N

g
Вес тела теперь больше силы
тяжести т.е.больше веса покоящегося
тела.
Если тело (вместе с опорой или
подвесом) движется с ускорением,
направленным противоположно
ускорению свободного падения, то его
вес больше веса покоящегося тела.
Перегрузки
Увеличение веса тела, вызванное ускоренным
движением опоры (или подвеса) называют перегрузкой.
O

a

mg
Y

P

N

g
Перегрузку испытывают, например,
космонавты на активном участке
движения ракеты.
Для того, чтобы избежать вредных
последствий перегрузок на организм,
космонавты при старте располагаются в
специальных креслах – ложементах.
Ложементы уменьшают вредное влияние
перегрузок на тело космонавта.
Перегрузке подвергаются пассажиры
лифта в начале его подъема, когда лифт
движется с ускорением. Однако величина
этой перегрузки и время ее проявления
малы.
Большую перегрузку испытывает
летчик, выводящий самолет из
пикирования.
Перегрузки
Перегрузку можно оценить , найдя отношение веса
ускоренно движущегося тела к весу покоящегося тела:
m( g  a )
a
k
 1
mg
g
Тренированный человек способен кратковременно
выдерживать примерно шестикратную перегрузку.
Значит, ускорение космического корабля, не должно
превосходить пятикратного значения ускорения
свободного падения
Невесомость
Вес тела может быть меньше силы тяжести
Вес тела при его ускоренном движении по вертикали вниз равен:
P  mg  ma
При ускоренном движении тела по вертикали вверх его вес
уменьшается на ma.
O

a

mg
Y

P

N

g
Если тело вместе с опорой или
подвесом движется с ускорением,
которое направлено так же, как
ускорение свободного падения, то его
вес меньше веса покоящегося тела.
Причина невесомости заключается
в том, что в случае, когда действует
только сила всемирного тяготения,
она сообщает телу и его опоре
одинаковые ускорения.
Невесомость
Состояние тела, при котором отсутствует его
взаимодействие с опорой, называют состоянием
невесомости.
O

a

mg
Y

P

N

g
Поэтому всякое тело, которое
движется под действием только силы
всемирного тяготения, находится в
состоянии невесомости.
Невесомость испытывают
пассажиры при движении лифта с
ускорением, направленным вниз.
В состоянии невесомости
пребывают, например, космонавты и
окружающие их предметы при
орбитальных полетах космических
кораблей.
Наблюдая за ними с помощью
телевидения, можно видеть, как в
корабле «плавают» выпущенные
космонавтами карандаши, блокноты и
другие предметы.
Творческое конструкторское задание
для открытого занятия
Указание:
Предложи вариант конструкции
прибора или метод, с помощью
которых можно:
Определять вес тел в условиях
невесомости.
Невесомость
• В состоянии невесомости исчезает деформация тел,
вызванная их взаимодействием с опорой. Например,
пружина, лежащая на подставке или висящая , всегда
деформирована, а при свободном падении она не
деформирована.поскольку все тела , находящиеся в
состоянии невесомости, движутся с одинаковым
ускорением, становятся хорошо заметными
проявления сил молекулярного взаимодействия.
• Так, в кабине космического корабля капельки
жидкости, не соприкасающиеся с другими телами,
под действием сил молекулярного притяжения
принимают форму шара. Жидкость, заполняющая в
обычных условиях только часть сосуда, в кабине
орбитального космического корабля растекается по
стенкам сосуда.
Пример решения задачи
Рассмотри решение задачи,
проанализируй и осмысли
• Космическая ракета при старте, с поверхности
земли движется вертикально вверх с
ускорением 20 м / с 2 . Каков вес космонавта в
кабине, если его масса 90 кг
Алгоритм решения задач
Задание:
Реши любую задачу и пришли
решение по электронному адресу:
ms-krupysheva2008@yandex.ru
1.
Космический корабль совершает мягкую посадку на Луну,
двигаясь замедленно в вертикальном направлении
2
(относительно Луны) с постоянным ускорением 8,38 м / с
Сколько весит космонавт массой 70 кг, находящийся в этом
корабле?
2.
С какой скоростью автомобиль должен проходить середину
выпуклого моста радиусом 40 м, чтобы пассажир на
мгновение оказался в состоянии невесомости?
3.
При раскрытии парашюта скорость парашютиста
уменьшается с 50 до 10 м/с. Какую перегрузку испытывает
парашютист?
СОВЕТЫ по решению задач!
Рефлексия
Ответь на вопрос:
• Какие я испытывал трудности и какими
способами их преодолевал?
Пришли ответ
в электронном письме
ms-krupysheva2008@yandex.ru