Вес тела. Невесомость

На любое тело, находящееся в поле тяжести Земли, действует сила тяжести. Если тело неподвижно, то эта сила тяжести должна уравновешиваться силой реакции опоры или силой натяжения подвеса. По третьему закону Ньютона тело должно действовать на опору или подвес с силой равной по модулю и противоположной по направлению. Сила, с которой тело под влиянием притяжения Земли действует на опору или подвес, называется весом тела.

Причем для неподвижного тела вес тела численно равен силе тяжести. Однако вес тела равен его силе тяжести только если тело неподвижно или движется без ускорения. Рассмотрим вес тела, движущегося с ускорением.

Пусть тело массой m находится на опоре и движется с ускорением а. На тело действуют сила тяжести mg и сила реакции опоры N. Запишем второй закон Ньютона для тела: . Откуда получается: . По третьему закону Ньютона вес тела вес тела равен . Или

Как видно, вес тела, движущегося с ускорением, не равен mg. Он может быть как больше, так и меньше mg. Причем, если ускорение тела а направлено вертикально вверх, то вес тела равен , а если ускорение направлено вертикально вниз, то .

Если ускорение тела равно ускорению свободного падения g, то вес тела равен нулю (). Состояние, при котором вес тела равен нулю, называется состоянием невесомости. Так любое тело, находящееся в состоянии свободного падения, находится в состоянии невесомости. Так, например, тело, брошенное под углом к горизонту, находится в состоянии невесомости. Тела, находящиеся внутри космического корабля, движущегося вокруг Земли с выключенными двигателями, находятся в состоянии невесомости. Любой из нас, подпрыгнув вверх, на короткое время прыжка оказывается в состоянии невесомости.