Теория:
Обрати внимание!
Запомни! Масса и вес — это не одно и то же!
Масса зависит от количества вещества в теле. Чем больше атомов и молекул содержится в теле, тем больше его масса. Вес — это сила, с которой тело давит на ту поверхность, на которой оно находится, или сила, с которой тело натягивает подвес, на котором оно висит.
Пример:
масса яблока больше массы яблочного семечка, так как в яблоке больше атомов, чем в яблочном семечке.
На Луне вес тела примерно в \(6\) раз меньше, чем на Земле, поскольку поле гравитации Луны примерно в \(6\) раз слабее поля гравитации Земли, и ускорение свободного падения на Луне, соответственно, меньше, чем на Земле.
\(P\) — вес тела, Н;
\(m\) — масса тела, кг;
\(g\) — ускорение свободного падения, .
Таким весом обладают тела, находящиеся в состоянии покоя или равномерного движения. В таком случае вес тела одинаков с силой тяжести: .
Обрати внимание!
Если тело движется ускоренно в вертикальном направлении, тогда возникает изменение веса тела.
Мы ощущаем это так, будто нас «вдавливает» в пол, или так, будто мы «зависаем» в воздухе. Лучше всего это можно ощутить при езде на американских горках или в лифтах высотных зданий, которые резко начинают подъём и спуск.
Вес увеличивается:
- когда лифт резко начинает движение вверх, находящиеся в лифте люди испытывают ощущение, будто их «вдавливает» в пол;
- когда лифт резко уменьшает скорость движения вниз, тогда находящиеся в лифте люди из-за инерции сильнее «вжимаются» ногами в пол лифта;
- когда на американских горках проезжают через нижнюю точку горок, находящиеся в тележке люди испытывают ощущение, будто их «вдавливает» в сиденье.
Вес уменьшается:
- при быстрой езде на велосипеде по небольшим пригоркам велосипедист на вершине пригорка испытывает ощущение лёгкости;
- когда лифт резко начинает движение вниз, находящиеся в лифте люди ощущают, что уменьшается их давление на пол, возникает ощущение свободного падения;
- когда на американских горках проезжают через высшую точку горок, находящиеся в тележке люди испытывают ощущение, будто их «подбрасывает» в воздух;
- когда на качелях раскачиваются до наивысшей точки, ощущается, что на короткий момент тело «зависает» в воздухе.
Изменение веса связано с инерцией — стремлением тела сохранять своё начальное состояние. Поэтому изменение веса всегда противоположно ускорению движения. Когда ускорение движения направлено вверх, вес тела увеличивается. А если ускорение движения направлено вниз, вес тела уменьшается.
 |  |  |  |
Рис. \(1\). Изображение движения и изменение веса тела
На рисунке \(1\) красными стрелками изображено направление ускорения движения.
1. Если лифт неподвижен или равномерно движется, то ускорение равно нулю. В этом случае вес человека нормальный, он равен силе тяжести и определяется так: .
2. Если лифт движется ускоренно вверх или уменьшает свою скорость при движении вниз, то ускорение направлено вверх. В этом случае вес человека увеличивается и определяется так: . В данном случае для тела наступает состояние перегрузки.
3. Если лифт движется ускоренно вниз или уменьшает свою скорость при движении вверх, то ускорение направлено вниз. В этом случае вес человека уменьшается и определяется так: .
4. Если человек находится в объекте, который свободно падает, то ускорение движения направлено вниз и одинаково с ускорением свободного падения: \(a = g\).
В этом случае вес человека равен нулю: . В этом случае для тела наступает состояние невесомости.
Пример:
масса человека — \(80\) кг. Человек входит в лифт, чтобы подняться наверх. Ускорение движения лифта составляет \(7\) . Чему равен вес тела на каждом этапе движения?
Решение.
1. Лифт стоит на месте, и вес человека составляет: .
2. Лифт начинает двигаться наверх с ускорением \(7\) , и вес человека увеличивается:
3. Лифт набрал скорость и едет равномерно, при этом вес человека составляет: .
4. Лифт при движении вверх тормозит с отрицательным ускорением (замедлением) \(7\) , и вес человека уменьшается:
5. Лифт полностью остановился, вес человека составляет: .
Состояние невесомости встречается в ситуациях, когда человек располагается в объекте, который находится в свободном падении. Есть специальные самолёты, которые предназначены для создания состояния невесомости. Они поднимаются на определённую высоту, и после этого самолёт переводится в свободное падение в течение примерно \(30\) секунд. Во время свободного падения самолёта находящиеся в нём люди ощущают состояние невесомости.