Сила тяжести и вес

Равнодействующую силы тяготения и центробежной силы инерции называют силой тяжести. По второму закону Ньютона имеем:

mg = F_тяж. = F_T + F_цб.. (4.13).

Сила тяжести равна произведению массы тела на ускорение свободного падения и всегда направлена к центру Земли.

Рис. 22. Вес тела и сила тяжести mg – сила тяжести, N – сила реакции опоры, P – сила давления тела на опору (вес тела). .mg = - N = P.

Сила тяжести действует всегда, а вес проявляется, если на тело кроме силы тяжести действуют другие силы. Вес тела P определяется реакцией опоры.

P = m(g - a), (4.14).

где g - ускорение свободного падения, a - ускорение опоры. d:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gif Ускорение свободного падения для Земли равно 9,81 м/с² и радиус Земли

(R_З = 6,38 10⁶ м), и тогда масса Земли M = (gR_З²)/G = 5,98 10²⁴ кг.

Рис. 23. Вес тела в ускоренно движущемся лифте. Вектор ускорения a направлен вертикально вниз. 1) a < g, P < mg; 2) a = g, P = 0 (невесомость); 3) a > g, P < 0.

d:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gifПри этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса. На тело действуют сила тяжести F_T = mg направленная вертикально вниз, и сила упругости F_Y = N, с которой опора действует на тело. Силу N называют силой нормального давления или силой реакции опоры. Силы, действующие на тело, уравновешивают друг друга:

F_T =- F_Y = - N. (4.15).

По третьему закону Ньютона тело действует на опору с некоторой силой P равной по модулю силе реакции опоры и направленной в противоположную сторону:

P = - N. (4.16).

Из приведенных выше соотношений видно, что

P = F_T = mg. (4.17).

Но эти силы приложены к разным телам! Сила тяжести действует всегда, а вес проявляется, если на тело кроме силы тяжести действуют другие силы. Поверхность Земли не сферична, а имеет форму геоида, т.е. сплюснута с полюсов, что также влияет на зависимость ускорения свободного падения от географической широты. На ускорение свободного падения влияет неоднородность в распределении масс в Земле, что позволяет проводить поиск и разведку месторождений полезных ископаемых (методы гравиразведки).

..

d:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 2\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 2\design\images\Bwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 1\design\images\Bwd_h.gif d:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 2\design\images\Fwd_h.gifd:\Program Files\Physicon\Open Physics 2.5 part 2\design\images\Bwd_h.gifЛекция № 5.