Приклади. Рух у ліфті

Приклади

Зараз ми розглянемо кiлька розповсюджених прикладiв на знаходження ваги
P\vec{P_{}}
.

Рух у лiфтi

Розглянемо три випадки руху в лiфтi: рiвномiрний або стан спокою, рiвноприскорений (вгору), рiвноприскорений (вниз). Подивімось, як буде вiдрiзнятися показник ваги.
На тiло дiє всього двi сили: сила тяжiння
FТ=mg\vec{F_Т} = m \vec{g}
та сила реакцiї опори
N\vec{N_{}}
.
Другий закон Ньютона:
$\vec{N_{}} + m \vec{g} = m \vec{a}$
  1. 1.
    Лiфт у станi спокою або рухається з постiйною швидкiстю $a = 0$.
    Другий закон Ньютона в проекцiї на вісь $y$:$N - mg = 0 \Rightarrow$$ N = mg$ Третiй закон Ньютона:$P = N = mg$
  2. 2.
    Лiфт рухається з прискоренням, спрямованим вниз $a_y
    Другий закон Ньютона в проекцiї на вісь $y$:$N - mg = -ma \Rightarrow$$ N = m(g - a)$ Третiй закон Ньютона:$P = N
  3. 3.
    Лiфт рухається з прискоренням, спрямованим вгору $a_y > 0$.
    Другий закон Ньютона в проекцiї на вісь $y$:$N - mg = ma \Rightarrow$$ N = m(g + a)$ Третiй закон Ньютона:$P = N > mg$
Отже, при русi лiфту з прискоренням, спрямованим вниз, вага тiла зменшується. Коли ж прискорення спрямованим вверх – вага збiльшується. Ви можете вiдчути цi ефекти, рухаючись у лiфтi. На початку руху вниз вiдчувається «легкiсть», а під час руху вгору – навпаки, вас нiби притискає до пiдлоги.
Визначення Невагомiсть (вiдсутнiсть ваги) – стан тiла, за якого вiдсутня взаємодiя з опорою.
У нашому прикладi з лiфтом тiло перебувало би в станi невагомостi, якби вiн рухався вниз з прискоренням
g\vec{g}
.
$P = N = m(g - a) $$= | \thinspace a = g \thinspace| $$= 0$
Полум’я свiчки за звичайних умов та невагомостi (знiмок з сайту [NASA](https://www.nasa.gov/)).
З iншого боку, збiльшення ваги внаслiдок прискорення називають перевантаженням. Часто, наприклад, виконуючи маневри на лiтаках, перевантаження вимiрюють у кiлькостi $g$. Наприклад, під час польоту на спортивних лiтаках досягається перевантаження $10g$. Це означає, що вага при цьому $10mg$.
Як не дивно, але невагомість може відчути кожен просто підстрибнувши (інша справа, що це триватиме менше 1 секунди). Отже, запитання: в який саме момент стрибка людина знаходиться в стані невагомості? Поки піднімається Поки опускається Протягом усього стрибка, поки немає контакту с землею У верхній точці до якої дострибує Людина перебуває у стані невагомості протягом усього стрибка, адже на неї не діє ніяка сила опори в цей час.
Last modified 3yr ago