Теория:
Если тело находится на опоре и движется с ускорением \(\vec{a}\), направленным к центру Земли, то его вес определяется по формуле: \(P = m(g-a)\), где \(\vec{g}\) — ускорение свободного падения.
Продемонстрируем это на опыте.
1. Вес грузика на динамометре приблизительно равен \(4\) Н. Это сила тяжести, которая равна силе упругости пружины динамометра (рис. \(1\)).
Рис. \(1\)
2. При отпускании динамометра пружина стремится вернуться в недеформированное состояние. При этом показания динамометра будут меньше веса груза в состоянии покоя (рис. \(2\)).
Рис. \(2\)
3. В свободном падении динамометр не оказывает воздействия на опору или подвес. Поэтому его вес равен нулю. При движении динамометра и груза с равным ускорением отсутствует взаимодействие между ними.
Невесомость — состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой или подвесом (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, пренебрежимо мала.
Проведём опыт. В полиэтиленовый пакет нальём воды, закрутим его верхнюю часть и завяжем узлом (рис. \(3\)).
Рис. \(3\)
Если перевернуть полиэтиленовый пакет, то под действием веса воды он раскрутится, и вода перельётся вниз (рис. \(4\)).
Рис. \(4\)
Если подбросить полиэтиленовый пакет, то во время полёта жидкость не будет переливаться в нижнюю часть пакета (рис. \(5\)). Это означает, что она находится в невесомости. в данном случае начальная скорость пакета не была равна нулю. Следовательно, тело может быть невесомым, имея любую начальную скорость.
Рис. \(5\)
Во время полёта отсутствует опора или подвес, на которые мог воздействовать вес пакета с жидкостью.
Явление невесомости использовалось для тренировки космонавтов в самолётах. Невесомостью обладают объекты в космосе, удалённые от массивных тел, которые могли бы оказывать гравитационное притяжение.