Co mierzy waga w windzie i dlaczego astronauta jest nieważki?
Wskazanie wagi może się zmienić bez zmiany masy człowieka. Waga reaguje na nacisk, a nie bezpośrednio na przyciąganie grawitacyjne. W ruchu przyspieszonym te dwie siły nie muszą mieć takich samych wartości.
W tym materiale
Wskazanie wagi może się zmienić bez zmiany masy człowieka. Waga reaguje na nacisk, a nie bezpośrednio na przyciąganie grawitacyjne. W ruchu przyspieszonym te dwie siły nie muszą mieć takich samych wartości.
Potrzebne wiadomości: Siła ciężkości, druga zasada dynamiki, znaki przyspieszenia.
Siły na człowieku
Wybierzmy zwrot pionowo w górę jako dodatni. Na człowieka działają ciężkość mg w dół i siła podłoża N w górę. Równanie ruchu to N-mg=ma, więc N=m(g+a). Cyfrowa waga wyskalowana w kilogramach dzieli ten nacisk przez przyjęte g. Jej wskazanie nie staje się przez to nową masą człowieka.
Przy przyspieszeniu w górę N jest większe od mg, a przy przyspieszeniu w dół mniejsze. Decyduje przyspieszenie, nie zwrot prędkości: winda jadąca w dół i hamująca ma przyspieszenie w górę. Przy stałej prędkości a=0.
Swobodny spadek
Dla a=−g otrzymujemy N=0. Człowiek i kabina spadają wspólnie; zanika nacisk. Podobnie astronauta i statek na orbicie są w ciągłym swobodnym spadku, choć siła grawitacji pozostaje znaczna. Nie ma potrzeby opuszczać pola Ziemi, aby doświadczyć nieważkości.
Dla m=60 kg, g=10 m/s² i a=2 m/s² nacisk wynosi 720 N. Współczynnik przeciążenia N/(mg) wynosi 1,2. Gdy algebra daje N ujemne dla człowieka stojącego luźno na podłodze, model kontaktu przestaje obowiązywać: podłoga nie może go ciągnąć. Są to obliczenia, nie polecenie wykonywania prób w spadających kabinach.
Zadania do tego tematu
- Winda jedzie w dół, ale hamuje
- Waga w swobodnie spadającym układzie
- Jednostajny lot na orbicie a nieważkość
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto