Личный кабинет Выйти Войти Регистрация
Уроки
Математика Алгебра Геометрия Физика Всеобщая история Русский язык Английский язык География Биология Обществознание История России ОГЭ
Тренажёры
Математика ЕГЭ Тренажёры для мозга

Вес тела

Содержание

    На предыдущих уроках мы узнали определение понятия силы, познакомились с силой тяжести и силой упругости.

    Возможно, вы заметили, что рассматривая примеры и сравнивая тела с разными массами, мы избегали выражения “одно тело весит больше другого”. В повседневном жизни же мы часто используем подобные фразы, как и само слово “вес”.

    На данном уроке мы узнаем о понятии веса со стороны физики.

    Что такое вес?

    Вспомним опыт, когда мы ставим тело (гирю) на опору (рисунок 1).

    Рисунок 1. Деформация горизонтально расположенной доски, на которую поместили груз (гирю).
    Рисунок 1. Деформация горизонтально расположенной доски, на которую поместили груз (гирю).

    Мы уже говорили, что на гирю действует сила тяжести. Из-за этого начинает прогибаться доска — происходит ее деформация.

    Возникает сила упругости, направленная вертикально вверх. Доска перестает прогибаться, когда сила тяжести и сила упругости уравновешивают друг друга.

    Обратите внимание, что гиря и доска взаимодействуют друг с другом, но:

    • Cила тяжести — это результат взаимодействия гири с Землей, а не с доской
    • по всем изученным нами принципам должна быть еще одна сила, которая возникает со стороны гири

    Подобная ситуация происходит в случае, если мы будем рассматривать тело, подвешенное на нити. Возникает некая сила, действующая на подвес.

    Эта сила и называется весом тела.
    Что называют весом тела?

    Вес тела — это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

    Характеристики веса 

    1. Вес тела — это векторная физическая величина и обозначается буквой $\vec{P}$
    2. Модуль веса тела обозначается буквой $P$
    3. Вес тела численно равен силе тяжести, если тело и опора/подвес неподвижны или движутся прямолинейно и равномерно.

    $P=F_{тяж}$

    1. Вес тела приложен к опоре или подвесу и направлен перпендикулярно опоре или вдоль подвеса (рисунки 2, 3).
    Рисунок 2. Изображение веса тел
    Рисунок 3. Изображение веса тела, лежащего на наклонной опоре

    Сравните с изображением силы тяжести (рисунок 4). Следует помнить, что сила тяжести приложена к самому телу.

    Сила тяжести и вес
    Рисунок 4. Разница изображения силы тяжести и веса тела

    Вес как частный случай силы упругости

    Когда мы ставим тело на опору — оно деформирует ее. Когда мы подвешиваем тело — оно деформирует подвес. Не всегда эта деформация видна как в наших предыдущих опытах.

    Когда вы кладёте учебник на парту, что происходит? Учебник (тело) деформирует парту (опору). Но такая деформация не видна невооруженным глазом. Тем не менее, она существует. Если бы деформация не происходила, то не возникала бы сила упругости. Тогда ничего бы не препятствовало движению вашего учебника к самому центру Земли. 

    Так, парта в свою очередь деформирует учебник, что тоже незаметно.

    Давайте рассмотрим опыт, где деформация тела будет заметна. Взгляните на рисунок 5.

    Рисунок 5. Демонстрация деформации тела под действием подвеса и опоры.

    У нас есть штатив и резиновый шнур длиной $l_0$ (рисунок 5, а). На шнур мы подвешиваем небольшой мешок с песком (рисунок 5, б).

    Шнур растягивается и останавливается, когда сила тяжести становится равна возникшей в шнуре силе упругости. Длина шнура изменилась и стала равна $l$.

    У нас провзаимодействовали два тела: шнур и мешок. Оба тела деформировались.

    Теперь мы отрежем прикрепленный шнур (рисунок 5, в). Во время падения на мешок с песком действует только сила тяжести, он восстанавливает свою форму. Шнурок также восстанавливает свою форму.

    Когда же мешок падает на рабочую поверхность (рисунок 5, г), то он снова деформируется. Теперь взаимодействует опора и тело.

    В данном случае не видно, как деформируется опора, но, если бы мы подставили доску на брусьях, она бы прогнулась. Так мы наглядно показали, что при взаимодействии происходит деформация обоих тел.

    Под действием опоры или подвеса происходит деформация тела. Опора сжимает нижнюю часть тела, а подвес растягивает его верхнюю часть. 

    Именно эта деформация тела вызывает появление в теле силы упругости. В данном случае сила упругости и будет весом тела.

    Чем отличается вес тела от силы тяжести?

    Вы уже знаете, что вес тела будет равен силе тяжести, если тело и опора/подвес неподвижны или движутся прямолинейно и равномерно. Также сила тяжести приложена к центру тела, а вес — к опоре или подвесу.

    Но важнее помнить, из-за чего возникают эти две силы. Сила тяжести возникает из-за взаимодействия физического тела и Земли. А вес возникает в результате взаимодействия тела и опоры (подвеса). А это взаимодействие возникает тоже из-за взаимодействия тела и Земли. При этом тела деформируются, что приводит к возникновению силы упругости.

    5
    5
    5Количество опыта, полученного за урок

    Оценить урок

    Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

    Комментарии

    Получить ещё подсказку

    Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

    Верно! Посмотрите пошаговое решение