Общие сведения о понятии «сила веса»

Вес – это физическая сила, которая возникает при давлении на опору любой площади. Данная величина измеряется в Ньютонах (Н). Другое определение звучит так: «Сила веса – это воздействие тела на подвес или опору».

Общие сведения о понятии «сила веса»

Само понятие вес на практике встречается достаточно нечасто. Гораздо более популярными у физиков являются сила тела и масса. Однако в практической физике, частности в сопромате, значение величины воздействия на опору объектом является крайне важным. Его активно используют при расчетах параметров конструкций.

Значение определяется с использованием специальных пружинных весов, которые также могут быть задействованы в определении массы тела. В основе данного метода определения показателя лежит в сравнении масс тел, на которые в равной степени влияет сумма ускорений неинерциальных систем или ускорение свободного падения.

При взвешивании тела на пружинных весах такая величина ускорения свободного падения зачастую не берется во внимание, поскольку не оказывает существенного влияние на результат. Большее значение придается воздействию Архимедовой силы, если объекты имеют разную плотность.

Не стоит путать два разных понятия: масса тела и вес. Сила веса относится к векторным величинам, которые показывают, как тело будет действовать на опору при их контакте. Масса же является скалярной величиной, которая означать заряд поля гравитации или показывает меру инертности объекта. Соответственно такие величины имеют разные единицы измерения. Масса – это граммы или килограммы. Вес – это Ньютоны, то есть отношение площади к массе.

Сила веса — формула

Если брать инерционную систему отчета, где этот показатель отождествлен с силой тяжести, которая воздействует на него, то формула для расчета веса тела выглядит так:

Р=mg

где g- это ускорение свободного падения (часто берется 9,8 метров с секунду)

M – масса.

Однако у этой формулы есть один существенный недостаток – зависимость от значения гравитации земли. Соответственно g нельзя назвать константой. В разных точках планеты, как и на разной высоте над поверхностью земли, он будет отличаться. Как будет отличаться и конечный результат расчетов.

Именно этим и отличается сила тяжести и сила веса друг от друга. Значение не зависит от того находится ли тело в невесомости, в горах или на поверхности воды.

По такой же формуле рассчитывает сила тяжести. Основное отличие веса тела от силы тяжести — это то, что первое является воздействием непосредственно на сам предмет изучения. В то время как вес – это воздействие массы объекта.

Что такое невесомость?

Невесомость – это когда масса у тела есть, а вот вес отсутствует. Пример невесомости можно увидеть, если подбросить мяч или любой другой относительно легкий предмет в воздух. В момент, когда он еще не достиг высшей точки, и гравитация не вернула его назад, он находится в состоянии невесомости и соответственно ничего не весит.

Как меняется вес тела при подъеме и спуске

В качестве примера, как может изменяться вес одного того же объекта при разных условиях, возьмем тело в лифте, когда он поднимается вверх, опускается вниз и просто находится на одном месте в подвешенном состоянии.

Если в лифте нажата кнопка стоп, то эта скорость считается постоянной. Согласно первому закону Ньютона, в системе, где взаимодействие всех элементов скомпенсировано, тело, которое не меняет с течением времени своей скорости, пребывает в инерциальной системе отчета.

Как уже было сказано выше, система пребывает в равновесии, а значит, формула механизма компенсации будет выглядеть следующим образом:

N-mg=0

где N – это модуль силы реакции опоры, который равняется весу, то есть N=P.

Преобразуем для того, чтобы получить формулу как найти силу веса

N=mg

Таким образом, в случае нахождения в состоянии покоя показатель равен силе тяжести.

Что же происходит, когда лифт приходит в движение и начинает подниматься или же наоборот опускаться?

В этом случае сила тяжести не равняется весу, в виду большего количества факторов, оказывающих влияние. Система подчиняется следующей пропорции:

N-mg=ma

где а – это ускорение материальной точки, в данном случае тела.

Если лифт наоборот начинает опускаться, то формула выглядит следующим образом:

N-mg=-ma

В результате, если лифт пришел в движение по направлению к верхним этажам, то вес тела, он же модуль силы реакции опоры, высчитывается следующим образом:

N=ma+mg= m(a+g)

В этом случае к воздействию гравитации прибавляется еще и воздействие самого тела на пол лифта, когда он его поднимает наверх. Показатель в таком случае больше, чем в состоянии покоя.

Если лифт направляется к более нижним этажам, то формула расчета выглядит следующим образом:

N=mg-ma = m(a-g)

В подобной ситуации значение наоборот снижается.

Данный эксперимент можно повторить дома легко и без усилий. Достаточно только иметь в своем распоряжении напольные весы и доступ к лифту.

Необходимо положить весы на максимально ровный участок пола лифта. Встать на них. Запомнить свой вес, затем нажать кнопку, чтоб поехать на верхние этажи, а потом тоже нажать, но чтоб вернуться назад.

Что такое перегруз

Данное явление возникает, если сила тяжести меньше, чем вес тела. Подобное явление знакомо людям, управляющими скоростными истребителями, и космонавтам. В этом случае, а намного больше, чем g.

В таком случае можно преодолеть гравитацию, но тело, как и его опора, будут испытывать серьезные нагрузки.