Вес тела. Невесомость. 10 класс

1.

Вес тела. Невесомость
10 класс

2.

Обрати внимание!
• Запомни! Масса и вес — это не одно и то же!
• Масса зависит от количества вещества в
теле. Чем больше атомов и
молекул содержится в теле, тем больше его
масса. Вес — это сила, с которой тело давит
на ту поверхность, на которой оно
находится, или сила, с которой тело
натягивает подвес, на котором оно висит.

3.

Вес тела – это сила, с которой тело в результате
притяжения его к Земле действует на опору
или подвес, удерживающие это тело от
свободного падения.
Обозначение веса - Р,
единица измерения - 1 Ньютон.

4.

Мы уже знакомы с силой тяжести. Напоминаем:
Сила тяжести - сила гравитации, с которой Земля ( или другое
космическое тело: звезда, планета) притягивает тело,
находящееся на её поверхности или вблизи неё.
• Сравним силу тяжести и вес тела, рассмотрев таблицу на
следующем слайде

5.

Точка
приложения
Направление
силы
Природа
силы
Сила тяжести
Вес тела
Приложена к центру
тела
Приложен к подвесу или
опоре, на которое тело давит
Направлена
вертикально вниз к
центру Земли
гравитационная
Направлен перпендикулярно
поверхности, вдоль подвеса
электромагнитная
https://foxford.ru/wiki/fizika/ves-tela
Рисунок
.

6.

Вес тела по III закону Ньютона равен силе
реакции опоры, силе натяжения нити или
силе упругости пружины:
Т
P=N
P=T
P
P=N

7.

Вес тела равен силе тяжести (т.к. Fтяж равна N, Т
или Fупр , если тело:
- находится в покое
- движется равномерно и прямолинейно
- движется равноускоренно и прямолинейно по горизонтальной
поверхности
Во всех перечисленных случаях на тело не
должна действовать сила, направленная под
углом к горизонту, так как она будет или
приподнимать или сильнее прижимать тело к
поверхности.

8.

Вес тела не равен силе тяжести (т.к. Fтяж не равна
N, Т или Fупр ), если оно:
- движется по наклонной поверхности
- движется ускоренно по вертикали вниз или вверх
- колеблется на подвесе (отклонено от положения равновесия)
- находится на горизонтальной поверхности и на него действует
сила, направленная под углом к горизонту
а
Человек в лифте

9.

Выведем формулы для нахождения веса тела,
движущегося с вертикальным ускорением
Рассмотрим случай, когда тело с грузиком движется с ускорением,
направленным вверх.
Стрелка динамометра покажет значение веса тела большее, чем
покоящегося груза.
Изобразим на рисунке силы,
приложенные к грузику, ускорение и ось.
По II закону Ньютона получаем:

10.

Рассмотрим случай, когда динамометр и прикрепленное к его
пружине тело движутся вниз с некоторым ускорением, но не
совершают при этом свободного падения. Показания динамометра
уменьшатся по сравнению с показаниями при неподвижном грузе и
пружине, значит, вес тела стал меньше, чем он был в состоянии
покоя.
Изобразим на рисунке силы,
приложенные к грузику, ускорение и ось.
По II закону Ньютона получаем:

11.

Вывод
Вес тела, движущегося со своей опорой или
подвесом с вертикальным ускорением
равен:

12.

Решим задачи:
• Ознакомьтесь с материалом видео:
https://www.youtube.com/watch?v=QP9RvsMO3Tg
Вес тела, находящегося на опоре, которая движется с
ускорением, направленным вверх или вниз, равен силе
реакции опоры (по III закону Ньютона).
Поэтому нахождение веса тела в этом случае сводится к
определению силы реакции опоры, действующей на тело.
Решим задачу:

13.

Задача 1: Определить вес человека массой 70 кг в лифте,
опускающемся равнозамедленно с ускорением 1 м/с2.
Изобразим на рисунке все силы,
действующие на человека.
Обязательно обратите внимание на
направление ускорения: так как
тело опускалось равнозамедленно,
то ускорение направленно вверх.
Из второго закона Ньютона в проекции на ось y следует:
N – mg = ma
N = m(a+g)
Учитывая, что P=N, получаем:
P=m(a+g)
Считаем ответ, подставив данные задачи в формулу.
P=70(1+10)=770Н

14.

Задача 2: Автомобиль движется со скоростью v по мосту
выпуклой траектории, то есть по криволинейной траектории.
Будем считать форму моста дугой окружности радиуса R. Найти
вес автомобиля в верхней точке моста.
Решение: Из кинематики мы знаем, что автомобиль по выпуклому
мосту движется с центростремительным ускорением. В момент
нахождения его в наивысшей точке, это ускорение будет
направлено вертикально вниз. Согласно второму закону
Ньютона:

15.

Вес тела, находящегося на наклонной
плоскости
• Пусть брусок массой m движется
равномерно по наклонной плоскости

16.

Вес тела на нити в отклоненном от
положения равновесия состоянии
у
х

17.

Изменение веса под действием
приложенной силы
Пусть тело движется по горизонтальной плоскости под
действием силы F, направленной под углом α к горизонту.
Определить вес этого тела.
Отсюда:
N = mg - Fsinα
Т. к. Р = N, то
Р = mg - Fsinα

18.

Невесомость. Перегрузка
Состояние невесомости - это состояние, в котором
находится материальное тело, свободно движущееся в
поле тяготения Земли (или другого небесного тела) под
действием только силы тяжести.
При невесомости тело не давит на опору и не
растягивает подвес, т. к. находится в свободном
падении.

19.

Рассмотрим условие достижения невесомости.
• Если опора движется вместе с телом с ускорением, равным
ускорению свободного падания, и направленным по вниз, то вес
тела равен 0, то есть тело не давит на опору. Докажем это.

20.

Перегрузка – увеличение веса тела при его движении с
ускорением, направленным вертикально вверх.
При перегрузке вес тела становится больше силы тяжести.

21.

Домашнее задание:
1.
2.
3.
4.
5.
Разобрать материал презентации, ознакомиться с видеоматериалами,
сделать конспект по презентации в тетради (тот материал, который
необходимо отразить в конспекте, я пометила в презентации
специальным значком – пишущая рука).
Выучить определения: вес тела, невесомость, перегрузка.
Знать формулы для расчета веса при движении с вертикальным
ускорением ( вверх, вниз), при движении по наклонной
поверхности.
Решить тестовое задание (см. файл).
Сб. Степановой: №№ 269, 270, 274, 276, 278 – решить задачи. При
оформлении решения каждой задачи делать чертеж с указанием сил,
действующих на тело (вес можно не показывать), формулу для веса
выводить из II закона Ньютона, готовой формулой не пользоваться).