Почему вес может исчезнуть

А теперь возвращаемся к вопросу, вынесенному в заголовок п.8.

Рассмотрим систему, аналогичную той, которую использовали в п. 8.1. Но при этом направим ускорение этой системы в ту же сторону, в которую направлена сила тяжести (рис.12).

Рис. 12. Соотношение действующих на тело сил в лифте, имеющем ускорение, направленное в сторону силы тяжести

Рассмотрим систему, аналогичную той, которую использовали в п. 8.1. Но при этом направим ускорение этой системы в ту же сторону, в которую направлена сила тяжести (рис.12).

(32)

или

(33)

Следовательно < , т. е. вес тела оказывается меньше силы тяжести. Такое состояние называется недогрузкой.

При и, следовательно, вес исчезает, - невесомость.

Таким образом, невесомость возникает в тех случаях, когда тело движется с ускорением, равным ускорению свободного падения (), и направленным в сторону силы тяжести. Такое движение, называемое свободным падением, возникает тогда, когда на тело действует только одна сила – сила тяжести.

Теперь, наконец, рассмотрим, был ли кто-либо из нас, некосмонавтов, в состоянии невесомости. Конечно, был. Стоит кому-нибудь спрыгнуть даже с очень-очень маленькой высоты или просто подпрыгнуть и мы - в невесомости (сопротивлением воздуха пренебрегаем). Если в то время, когда мы не соприкасаемся с опорой, под нас каким-либо способом подставить весы, они покажут ноль.

Летающая вокруг Земли космическая станция непрерывно падает на землю под действием притяжения. Но, имея огромную скорость (»7,9 км/с), направленную по касательной к траектории, она успевает «пролететь мимо» шарообразной Земли. Таким образом, на космической станции возникает невесомость (рис. 13), которая в отличие от невесомости в обычном прыжке, длится не доли секунды, не секунды и минуты, а месяцы и годы.

Рис.13 Схема полета орбитальной станции (для простоты орбита изображена окружностью) Условные обозначения: Н - высота орбитальной станции над Землей; - горизонтальная (касательная к траектории) скорость; - сила тяжести (на высоте полета станции сила тяжести незначительно меньше, чем на поверхности Земли); - перемещение станции к центру Земли за некоторое время t; - перемещение станции по касательной к Земле за то же время t; станция переходит из точки А в точку В за время t, - радиус Земли.

Дата добавления: 2014-12-27