§24 Вес тела

Часто в обыденной жизни отождествляют понятия «масса» и «вес» тела. Но в физике эти понятия существенно отличаются друг от друга.

Вес тела (обозначается Р) – сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к Земле. 

Вес, как и любая другая сила, измеряется не в килограммах, а в ньютонах (Н). Вес определяется действием тела на опору или подвес. Люстра, висящая на потолке, имеет вес. Падающая люстра веса не имеет. Лучший способ «сбросить» свой вес – подпрыгнуть: тогда его не будет вообще.

У космонавта в состоянии невесомости есть масса, но нет веса. Каждый человек достигает невесомости, когда отрывает обе ноги от земли при беге. 

Если тело покоится или двигается равномерно, его вес вычисляется по формуле:

P = mg

P – вес тела, Н

m – масса тела, кг;

g ≈ 10 Н/кг.

Значения коэффициента g различаются в разных точках Земли и на других планетах. В Минске человек весит меньше, чем в Москве. Значения коэффициента g для различных мест: 

Массу и вес тела отождествлять нельзя. Вес тела – это сила, которая измеряется в Н и может изменяться. Масса – мера количества вещества, она измеряется в кг и остаётся постоянной для данного тела. 

Сила тяжести (как и вес) определяется умножением массы тела (m) на ускорение свободного падения (g). Но вес тела и сила тяжести тоже различаются. Точкой приложения силы тяжести является центр данного тела. Точка приложения веса – точка соприкосновения тела с опорой или подвесом.

При покое и равномерном движении тела модули (числовые значения) веса тела и силы тяжести равны. Но, если тело ускоряется, замедляется или двигается по криволинейной траектории, они отличаются. Когда лифт разгоняется вниз, сила действия тела на пол уменьшается, то есть и уменьшается вес, а когда разгоняется вверх, вес увеличивается. Это чувствуется даже по ощущениям: при подъёме тело как бы вжимается в пол. Изменение веса можно подтвердить и экспериментально, если проехать в лифте, стоя на весах. 

Изменение веса, вызванное изменением скорости, – это перегрузка. 

На карусели или в набирающей скорость машине перегрузка «вдавливает» тело в сидение. Громадные перегрузки испытывает пилот: при совершении фигур высшего пилотажа его вес (а значит, вес всех его органов) может увеличиться в 10–20 раз. Сила мышц при этом не увеличивается. Сердечная мышца обычного человека не может проталкивать такую тяжёлую кровь к голове, поэтому при высоких перегрузках он теряет сознание. Пилотов самолетов и космонавтов тренируют выдерживать 10-кратный вес на центрифуге – это, по сути, быстро вращающаяся карусель. 

Вопросы:

1. Чем отличаются вес тела и масса тела?

2. Может ли вес тела быть равным нулю?

3. Как найти вес покоящегося тела?

4. Что такое перегрузка? 

5. Будет ли вес тела на Луне отличаться от веса этого же тела на Земле?

6. Насколько будет отличаться ваш вес в столице Республики Беларусь от веса в столице США?