***
Теперь сформулируем вышесказанное в виде тезисов: 1. Вес - это сила, действующая на опору и обусловленная наличием реакции опоры или силы, действующей со стороны опоры. 2. Причина существования реакции опоры и веса - навсегда негравитационная. 3. Если проследить силу реакции опоры до её источника - это окажется реактивная сила, сила упругости или архимедова сила. 4. Гравитационные силы, за исключением редких экстремальных случаев, не создают разностей ускорений между частями небольших тел. Из этого следует: 1. На борту аппарата, летящего только под действием гравитационных сил, наблюдается невесомость. 2. На борту аппарата, разгоняющегося под действием ракетного двигателя, наблюдается вес, направленный в сторону, противоположную ускорению. 3. На борту вращающегося аппарата наблюдается вес, направленный от центра вращения.Вес - что он такое
10 января 2019 г. в 17:00
Вес это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Таково школьное определение.
Из этого следует такой вывод: если ни опоры ни подвеса у тела нет - веса у него не существует. Не в смысле, что вес нулевой, а в смысле, что самой такой величины нет по определению.
Не следует путать вес с силой тяжести: сила тяжести действует на само тело. Только в том случае, если тело стоит (или висит) на опоре (или подвесе) неподвижной относительно тяготеющего тела - его вес равен по величине силе тяжести, но это всё равно другая сила.
Сила тяжести действует на тело, а вес - на его опору или подвес.
Причина существования веса - негравитационная сила. А именно - сила реакции опоры или подвеса. По третьему закону Ньютона - сила действия равна силе противодействия. Именно реакцию опоры, а не собственный вес мы ощущаем, тогда как вес "ощущает" опора.
Источник этой силы можно проследить до самого тяготеющего тела:
- вес человека воспринимается полом квартиры;
- вес пола вместе с человеком воспринимается несущими стенами здания;
- вес стен здания вместе со всем, что на них держится - его фундаментом;
- вес фундамента и всего стоящего на нём здания - грунтом;
- грунт лежит на коренных породах земной коры;
- та в свою очередь лежит на верхней мантии, а та удерживается по закону изостазии на астеносфере;
- астеносфера окружает нижнюю мантию, та - наружное ядро, а та - внутреннее ядро, в котором находится геометрический центр тяготения.
Получается, что вес человека компенсирован в конечном итоге упругостью Земли.
В самолёте так же:
- вес человека воспринимается сиденьем и полом салона;
- вес пола передаётся на крыло;
- вес всего самолёта вместе с крылом уравнивается подъёмной силой которая возникает за счёт отклонения набегающего потока воздуха вниз;
- импульс отклонённого воздуха в следствие его торможения об окружающий воздух, распределяется в большой массе воздуха, но не исчезает, а в конечном итоге передаётся поверхности Земли - она воспринимает весь вес атмосферы.
То же в банке с мухой - вес банки не изменится, если муха взлетит.
Гравитационные силы на больших расстояниях придают каждой частице тела почти одинаковое ускорение. Поэтому тело, летящее под действием только гравитационных сил почти не испытывает разности этих сил внутри себя, что означает, что между частями этого тела не возникают или возникают очень небольшие негравитационные силы.
Такое состояние внутри этого тела называется невесомость.
При работе ракетного двигателя часть импульса передаётся реактивной струе. Это значит, что существует сила, действующая на ракетный двигатель в направление разгона:
- эта сила толкает двигатель;
- двигатель толкает всю конструкцию ракеты;
- конструкция ракеты толкает всю находящуюся в ней массу топлива и полезной нагрузки.
Пассажир ракеты во время разгона чувствует, как кресло его толкает - если бы кресло его не толкало, то пассажир бы не разгонялся.
Эта сила равна произведению массы пассажира на ускорение ракеты и называется перегрузкой.
Если пассажир находился не в кресле, а стоял или висел в воздухе (во время невесомости), а затем двигатель был включён - пассажир почувствует толчок со стороны всех закреплённых предметов, действующий в направлении разгона, и может упасть на "пол".
На борту вращающегося аппарата, как говорят, действует центробежная сила. На самом деле, центробежная сила - это не настоящая сила, а инерционная. Такие силы в школе не изучают, потому что они существуют только в неинерциальных системах отсчёта.
Если мы рассмотрим тот же самый вращающийся аппарат в инерциальной системе отсчёта, то никакой центробежной силы мы не увидим, однако все явления на борту будут теми же самыми.
Вот как это описывается:
Все тела при отсутствии действия на них внешних сил движутся прямолинейно и равномерно. Каждая точка корпуса вращающегося аппарата имеет скорость, перпендикулярную её радиусу относительно центра вращения, и она улетела бы прямо, если бы аппарат не был целым, однако корпус аппарата целый, и имеет прочность и упругость, поэтому он не разваливается на части и в нём возникают негравитационные силы, удерживающие все части аппарата на круговых траекториях - аппарат крутится как единое целое.
Теперь допустим, что у аппарата есть пассажир. Пассажир вращается вместе с аппаратом. Его тело тоже имеет скорость, перпендикулярную радиусу, и он летел бы прямо, но его не пускает стенка аппарата, которая в данном случае служит полом. Сила реакции стенки воспринимается пассажиром как искусственная тяжесть.