Сила тяжести – это проявление закона всемирного тяготения, т. е. силы притяжения тел к Земле вблизи ее поверхности:
F = mg
Сила тяжести приложена к телу, направлена к центру Земли, и ее нужно отличать от веса тела.
Вес тела – сила, с которой тело действует на опору или подвес. Вес тела приложен к опоре.
Если тело неподвижно лежит на горизонтальной опоре, то вес тела по величине равен силе тяжести, но эти силы приложены к разным телам.
Если тело имеет вертикальную составляющую ускорения, то вес тела отличается по величине от силы тяжести.
Пример. Определить силу тяжести и вес тела массы m при движении лифта вниз (а) и вверх (б).
На тело действуют сила тяжести (mg) и сила нормальной реакции опоры (N). На опору действует вес тела (P).
При движении лифта вниз с ускорением а, уравнение движения тела, в соответствии со 2-м законом Ньютона, можно записать:
mg – N = ma,
N = m (g – a).
В соответствии с 3-м законом Ньютона:
N = P = m (g – a)
Т.е., при ускоренном движении лифта вниз вес тела меньше силы тяжести:
P < mg.
Если ускорение лифта (опоры) равно ускорению свободного падения, то
а = g, значит, тело свободно падает вместе с опорой и вес тела равен нулю (P = 0).
При движении лифта вверх с ускорением а уравнение движения тела, в соответствии со 2-м законом Ньютона, можно записать:
N – mg = ma,
N = m (g + a)
В соответствии с 3-м законом Ньютона:
N = P = m (g + a)
Т.е., при ускоренном движении лифта вверх вес тела больше силы тяжести: P > mg.
Спасибо за внимание, ставьте лайки и подписывайтесь :)