Nuestra reunión de hoy está dedicada a la asombrosa propiedad de la materia: la gravedad (gravedad). La gravedad de la Tierra es tan familiar y natural que no la notamos. Pero ¿Qué sabemos sobre la gravedad?

Averigüemos cómo surge, de qué depende y cómo se manifiesta.

Gravedad

Atracción mutua de todos los cuerpos del Universo. estaba abierto. Esta atracción se llama interacción gravitacional.

También estableció la dependencia de estas fuerzas de la masa de los cuerpos que interactúan y la distancia entre ellos.

Cuanto mayor es la masa de los cuerpos, mayor es la fuerza de su atracción. Pero al aumentar la distancia disminuye.

Para nosotros, los terrícolas, la fuerza gravitacional de nuestro planeta es especialmente importante. La fuerza con la que la Tierra atrae un cuerpo hacia sí misma suele denominarse gravedad.

Disminuye con la distancia desde la superficie terrestre y siempre está dirigida hacia el centro de la tierra. Eso es El globo atrae los cuerpos externos como un punto material. Nuestro planeta está ligeramente achatado en los polos (unos 27 km) y la gravedad en estos puntos es ligeramente mayor que la gravedad en el ecuador o en otras latitudes. En consecuencia, la fuerza de gravedad en la cima de la montaña es ligeramente menor que al pie.

El símbolo F pesado se utiliza para indicar esta fuerza.

Peso corporal, ingravidez.

Entonces, la gravedad es el resultado de la interacción de los cuerpos con la Tierra. Pero en la vida cotidiana utilizamos a menudo el concepto de peso corporal. Averigüemos cuál es este valor.

Para ello, transportémonos mentalmente a un ascensor parado. El peso de sus pasajeros P será igual a la fuerza de la gravedad (P = F gravedad). En un ascensor que sube con aceleración, la fuerza de gravedad es constante, pero el peso empezará a aumentar. Esto se siente como un aumento de la presión del soporte: el suelo. El ascensor desciende y disminuye gradualmente la velocidad. La presión de soporte será menor, es decir. Cuando la gravedad sigue siendo la misma, el peso disminuye.

... Las huellas dejadas por personas, animales o vehículos sobre la arena mojada o la nieve confirman con precisión la acción de estos cuerpos sobre el soporte.

El peso corporal es la fuerza con la que los cuerpos estacionarios actúan sobre un soporte o estiran una suspensión.

Hay que recordar que La gravedad se aplica al centro del objeto y el peso se aplica al soporte o suspensión.

¿Qué pasa con el peso del cuerpo si desaparece el soporte o la suspensión? El cuerpo comenzará a caer libremente. Y dado que la resistencia a su movimiento posterior ha desaparecido, el peso del cuerpo será cero. Para los cuerpos en caída libre, se produce un estado de ingravidez.

Un paracaidista volando ingrávido antes de que se abra el paracaídas, los visitantes de una montaña rusa después de pasar el punto más alto y, en general, cada salto hacia arriba son unos segundos de ingravidez antes de aterrizar.

Pero ¿Por qué los astronautas experimentan ingravidez? en órbita después de apagar los motores de la nave espacial? Al interactuar con la Tierra, estos objetos espaciales tienden a caer libremente, pero su velocidad horizontal es tan alta (alrededor de 8 km/s) que no pueden caer y volar en su órbita, describiendo vuelta tras vuelta alrededor de la Tierra.

La influencia de la fuerza de Arquímedes sobre el peso corporal.

Hasta ahora hemos considerado las manifestaciones de la gravedad, considerando que la interacción tiene lugar en un ambiente sin aire. ¿Cómo afectará la presencia de gas o líquido al peso corporal?

La respuesta a esta pregunta la dio uno de los hijos más dignos de la antigua Grecia: Arquímedes 3 mil años antes de Cristo.

El científico argumentó que como resultado de la interacción de un cuerpo con un medio (líquido o gas), aparece una fuerza de flotabilidad dirigida verticalmente hacia arriba. Su valor numérico es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.

El peso de un cuerpo en líquido o gas es siempre menor que el peso de este cuerpo en el vacío por la cantidad de fuerza de flotación.

Si el objeto se presiona herméticamente contra el fondo, no surge la fuerza de Arquímedes.

Peso

Ya estamos familiarizados con el concepto de peso. Hablemos de masa:

• Inicialmente se entendía por masa la cantidad de sustancia contenida en un cuerpo.
• Entonces se estableció su conexión con la inercia. Cuanto mayor es la masa, más inerte es el cuerpo.
• También determina las características gravitacionales del cuerpo. Los cuerpos más masivos tienen mayor fuerza gravitacional.
• La masa de un cuerpo determinado será la misma tanto en la Tierra como en la Luna o en cualquier otro planeta. No depende de la latitud geográfica.
• La letra m se utiliza para indicarlo y se mide en kg.

El peso, como cualquier fuerza, se mide en newtons (N). Existe una fórmula que conecta la masa corporal y el peso:

donde g es la aceleración de caída libre.

Caida libre

Cuerpos cayendo estudiado por el científico italiano Galileo. Observó el movimiento de los cuerpos, arrojándolos desde una torre inclinada muy alta ubicada en la ciudad de Pisa. Por el nombre de la ciudad, esta torre de 55 m de altura recibió el nombre de Torre Inclinada.

Galileo dejó caer simultáneamente una bala de cañón que pesaba 80 kg y una pequeña bola de metal. Tocaron el suelo casi al mismo tiempo. El científico concluyó que la única razón del aterrizaje no simultáneo de las bolas es la resistencia del aire.

La caída de cuerpos en un espacio sin aire sólo bajo la influencia de la gravedad se llama caída libre.

En condiciones terrestres podemos observar este fenómeno sólo de forma aproximada. Porque El aire atmosférico es un obstáculo para un cuerpo en caída libre.

Con este movimiento, la velocidad de los cuerpos que caen aumenta 9,81 m/s por segundo.

Es decir, la aceleración de la caída libre. g = 9,81 m/ y cambia sólo ligeramente con los cambios en la latitud geográfica del lugar. En los cálculos, a menudo se toma g = 10 m/s 2.

En la Luna, donde la fuerza de gravedad es 6 veces menor, g = 1,6 m/s 2 .

Ahora se está realizando un estudio muy activo del "planeta rojo": Marte. Su masa es casi 10 veces menor que la de nuestro planeta de origen. Parecería que el peso de los cuerpos también debería disminuir 10 veces. Sin embargo, el radio de Marte es casi 2 veces menor que el radio de la Tierra, lo que conduce a un aumento de la gravedad casi 4 veces. En última instancia, la fuerza de gravedad, así como el peso del cuerpo, será sólo 1/3 de la gravedad de la Tierra.

Así es exactamente como se puede conocer la gravedad de un cuerpo en cualquier planeta. Digamos que un astronauta cuyo peso en la Tierra es de 80 kg, en el planeta gigante Júpiter pesará 161,2 kg.

Momento de gravedad

Todos tienen centro de gravedad. Si mentalmente cuelgas un cuerpo de él, conservará su posición original. Por ejemplo, el centro de gravedad de una pelota se encuentra en su centro geométrico. Cuanto más bajo sea el centro de gravedad, más estable será la posición del cuerpo. Por lo tanto, un esquiador que desciende rápidamente una montaña se agacha ligeramente. Por tanto, desplaza su centro de gravedad hacia abajo, aumentando así su estabilidad.

“Familiarizado” con las leyes de la física y con el conocido vaso de juguete. Su centro de gravedad está en la parte inferior, ya que allí se fija el peso. E incluso una ligera desviación de este juguete hacia un lado eleva el centro de gravedad. La gravedad crea un torque que restablece la posición vertical del cuerpo.

El momento de gravedad es el producto de la fuerza de gravedad por el brazo de esta fuerza:

M= F cordón L=mgL,

Dónde
M - momento de gravedad;
L es el hombro de esta fuerza, es decir, la perpendicular entre la línea de aplicación de la fuerza y ​​el centro de rotación.
La unidad de par es 1Nm.

Al colocar carga en automóviles o barcos, colóquela siempre lo más bajo posible. Esto garantiza la estabilidad y protege el transporte de carga contra vuelcos.

Trabajo de gravedad

¿Funciona un cuerpo en caída libre? Por ejemplo, un meteorito que voló hacia nosotros desde las profundidades del espacio, una manzana que cayó de una rama o una cascada.

Con cualquier cambio vertical en la posición del cuerpo, su centro de gravedad sube o baja. La fuerza de gravedad funciona.

donde mg = F pesado.

Si el cuerpo baja, el trabajo es positivo, si sube, es negativo. En un camino cerrado, cuando un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba y luego, en caída libre, regresa al punto de partida, el trabajo es 0.

Conclusión

La gravedad jugó un papel muy importante en la adaptación de humanos y animales a la vida en la tierra. Gracias a la fuerza de la gravedad, caminamos sobre la Tierra en lugar de volar al espacio. Contiene la atmósfera de los planetas y el agua de los océanos del mundo. Se lo debemos al movimiento de los planetas y sus satélites en nuestro sistema solar.

Nuestro conocimiento de la gravedad terrestre ha terminado. Durante muchos siglos, la gente ha estado buscando formas de liberarse de las ataduras terrenales. Los secretos de la antigravedad aún no han sido revelados.

Pero la humanidad ha logrado superar la gravedad de la Tierra y lograr un éxito fantástico en la exploración espacial.

Si este mensaje te fue útil, estaré encantado de verte.

¿Qué es la ingravidez? Tazas flotantes, la capacidad de volar y caminar sobre el techo y mover con facilidad incluso los objetos más grandes: tal es la idea romántica de este concepto físico.

Si le preguntas a un astronauta qué es la ingravidez, te dirá lo difícil que es durante la primera semana a bordo de la estación y cuánto tiempo se tarda en recuperarse al regresar, acostumbrándose a las condiciones de gravedad. Lo más probable es que un físico omita esos matices y revele el concepto con precisión matemática utilizando fórmulas y números.

Definición

Comencemos a conocer el fenómeno revelando la esencia científica del problema. Los físicos definen la ingravidez como el estado de un cuerpo cuando su movimiento o las fuerzas externas que actúan sobre él no conducen a una presión mutua de las partículas entre sí. Esto último siempre ocurre en nuestro planeta cuando un objeto se mueve o está en reposo: es presionado por la gravedad y la reacción opuesta de la superficie en la que se encuentra el objeto.

Una excepción a esta regla son los casos de caída a la velocidad que la gravedad imparte al cuerpo. En tal proceso, no hay presión de las partículas entre sí, aparece la ingravidez. La física dice que la condición que ocurre en las naves espaciales y a veces en los aviones se basa en el mismo principio. La ingravidez aparece en estos dispositivos cuando se mueven a velocidad constante en cualquier dirección y se encuentran en estado de caída libre. Un satélite artificial o puesto en órbita mediante un vehículo de lanzamiento. Les da una cierta velocidad, que se mantiene después de que el dispositivo apaga sus propios motores. En este caso, el barco comienza a moverse sólo bajo la influencia de la gravedad y se produce la ingravidez.

En casa

Las consecuencias de los vuelos para los astronautas no terminan ahí. Después de regresar a la Tierra, tienen que adaptarse nuevamente a la gravedad durante algún tiempo. ¿Qué es la ingravidez para un astronauta que ha completado su vuelo? En primer lugar, es un hábito. La conciencia durante algún tiempo todavía se niega a aceptar el hecho de la presencia de la gravedad. Como resultado, a menudo hay casos en que un astronauta, en lugar de poner una taza sobre la mesa, simplemente la suelta y se da cuenta del error solo después de escuchar el sonido de los platos rompiéndose en el suelo.

Nutrición

Una de las tareas difíciles y al mismo tiempo interesantes para los organizadores de vuelos tripulados es proporcionar a los astronautas alimentos fácilmente digeribles por el cuerpo bajo la influencia de la ingravidez, en una forma cómoda. Los primeros experimentos no despertaron mucho entusiasmo entre los miembros de la tripulación. Un caso indicativo a este respecto es cuando el astronauta estadounidense John Young, contrariamente a las estrictas prohibiciones, trajo a bordo un sándwich que, sin embargo, no comió, para no violar aún más las normas.

Hoy no hay problemas con la diversidad. La lista de platos a disposición de los cosmonautas rusos incluye 250 artículos. A veces, un barco de carga que parte hacia la estación entregará una comida fresca encargada por uno de los miembros de la tripulación.

La base de la dieta es Todos los platos líquidos, bebidas y purés se envasan en tubos de aluminio. El embalaje y embalaje de los productos está diseñado de tal forma que se evite la aparición de migas que flotan en ingravidez y podrían entrar en los ojos de alguien. Por ejemplo, las galletas se hacen bastante pequeñas y se cubren con una cáscara que se derrite en la boca.

Entorno familiar

En estaciones como la ISS, intentan acercar todas las condiciones a las que ya conocemos en la Tierra. Estos incluyen platos nacionales en el menú, el movimiento del aire necesario tanto para el funcionamiento del cuerpo como para el funcionamiento normal de los equipos, e incluso la designación del piso y el techo. Esto último tiene más bien un significado psicológico. A un astronauta en gravedad cero no le importa en qué posición trabajar, sin embargo, la asignación de un piso y un techo condicionales reduce el riesgo de pérdida de orientación y promueve una adaptación más rápida.

La ingravidez es una de las razones por las que no todo el mundo es aceptado como astronauta. La adaptación al llegar a la estación y después de regresar a la Tierra es comparable a la aclimatación, mejorada varias veces. Es posible que una persona con mala salud no pueda soportar tal carga.

Peso como la fuerza con la que cualquier cuerpo actúa sobre una superficie, soporte o suspensión. El peso surge debido a la atracción gravitacional de la Tierra. Numéricamente, el peso es igual a la fuerza de gravedad, pero esta última se aplica al centro de masa del cuerpo, mientras que el peso se aplica al soporte.

La ingravidez (peso cero) puede ocurrir si no hay fuerza gravitacional, es decir, el cuerpo está lo suficientemente alejado de objetos masivos que puedan atraerlo.

La Estación Espacial Internacional se encuentra a 350 km de la Tierra. A esta distancia, la aceleración de la gravedad (g) es de 8,8 m/s2, sólo un 10% menos que en la superficie del planeta.

Esto rara vez se ve en la práctica: la influencia gravitacional siempre existe. Los astronautas de la ISS todavía se ven afectados por la Tierra, pero allí reina la ingravidez.

Otro caso de ingravidez se produce cuando la gravedad es compensada por otras fuerzas. Por ejemplo, la ISS está sujeta a la gravedad, ligeramente reducida debido a la distancia, pero la estación también se mueve en una órbita circular a velocidad de escape y la fuerza centrífuga compensa la gravedad.

Gravedad cero en la Tierra

El fenómeno de la ingravidez también es posible en la Tierra. Bajo la influencia de la aceleración, el peso corporal puede disminuir e incluso volverse negativo. El ejemplo clásico dado por los físicos es el de la caída de un ascensor.

Si el ascensor se mueve hacia abajo con aceleración, entonces la presión sobre el piso del ascensor y, por lo tanto, el peso, disminuirán. Además, si la aceleración es igual a la aceleración de la gravedad, es decir, el ascensor cae, el peso de los cuerpos será cero.

Se observa peso negativo si la aceleración del movimiento del ascensor excede la aceleración de caída libre: los cuerpos en el interior se "pegarán" al techo de la cabina.

Este efecto se utiliza ampliamente para simular la ingravidez en el entrenamiento de astronautas. El avión, equipado con una cámara de entrenamiento, se eleva a una altura considerable. Después de lo cual se sumerge siguiendo una trayectoria balística, de hecho, el aparato se nivela en la superficie de la tierra. Al bucear desde 11 mil metros, se pueden obtener 40 segundos de ingravidez, que se utilizan para entrenar.

Existe la idea errónea de que estas personas realizan figuras complejas, como el “bucle de Nesterov”, para lograr la ingravidez. De hecho, para el entrenamiento se utilizan aviones de pasajeros de producción modificada, que son incapaces de realizar maniobras complejas.

Expresión física

La fórmula física para el peso (P) durante el movimiento acelerado de un soporte, ya sea un corpiño que cae o un avión en picada, es la siguiente:

donde m es la masa corporal,
g – aceleración de caída libre,
a es la aceleración del soporte.

Cuando g y a son iguales, P = 0, es decir, se logra la ingravidez.

En lecciones anteriores, discutimos qué es la fuerza de la gravitación universal y su caso especial: la fuerza de la gravedad que actúa sobre los cuerpos ubicados en la Tierra.

La gravedad es una fuerza que actúa sobre cualquier cuerpo material ubicado cerca de la superficie de la Tierra u otro cuerpo astronómico. La gravedad juega un papel vital en nuestras vidas, ya que todo lo que nos rodea está sujeto a su influencia. Hoy veremos otra fuerza, que suele estar asociada con la gravedad. Esta fuerza es el peso corporal. El tema de la lección de hoy: “Peso corporal. Ingravidez"

Bajo la acción de una fuerza elástica que se aplica al borde superior del cuerpo, este cuerpo, a su vez, también se deforma y surge otra fuerza elástica debido a la deformación del cuerpo. Esta fuerza se aplica al borde inferior del resorte. Además, es igual en magnitud a la fuerza elástica del resorte y está dirigida hacia abajo. Es esta fuerza elástica del cuerpo la que llamaremos peso, es decir, el peso del cuerpo se aplica al resorte y se dirige hacia abajo.

Una vez que las oscilaciones del cuerpo sobre el resorte se extingan, el sistema alcanzará un estado de equilibrio en el que la suma de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo será igual a cero. Esto significa que la fuerza de gravedad es igual en magnitud y de dirección opuesta a la fuerza elástica del resorte (Fig. 2). Este último es igual en magnitud y de dirección opuesta al peso del cuerpo, como ya hemos descubierto. Esto significa que la fuerza de gravedad es igual en magnitud al peso del cuerpo. Esta proporción no es universal, pero en nuestro ejemplo es justa.

Arroz. 2. Peso y gravedad ()

La fórmula anterior no significa que la gravedad y el peso sean lo mismo. Estas dos fuerzas son de naturaleza diferente. El peso es la fuerza elástica aplicada a la suspensión desde el costado del cuerpo y la gravedad es la fuerza aplicada al cuerpo desde el costado de la Tierra.

Arroz. 3. Peso y gravedad del cuerpo sobre la suspensión y sobre el soporte ()

Descubramos algunas características del peso. El peso es la fuerza con la que un cuerpo presiona sobre un soporte o estira una suspensión, de ello se deduce que si el cuerpo no está suspendido o no está fijado a un soporte, entonces su peso es cero. Esta conclusión parece contradictoria con nuestra experiencia cotidiana. Sin embargo, tiene ejemplos físicos bastante justos.

Si se suelta el resorte con el cuerpo suspendido y se deja caer libremente, el indicador del dinamómetro mostrará un valor cero (Fig. 4). La razón de esto es simple: la carga y el dinamómetro se mueven con la misma aceleración (g) y la misma velocidad inicial cero (V 0). El extremo inferior del resorte se mueve sincrónicamente con la carga, mientras que el resorte no se deforma y no surge ninguna fuerza elástica en el resorte. En consecuencia, no existe una fuerza contraelástica, que es el peso del cuerpo, es decir, el cuerpo no tiene peso, o está ingrávido.

Arroz. 4. Caída libre de un resorte con un cuerpo suspendido de él ()

El estado de ingravidez surge debido a que en condiciones terrestres la fuerza de gravedad imparte a todos los cuerpos la misma aceleración, la llamada aceleración de la gravedad. Para nuestro ejemplo, podemos decir que la carga y el dinamómetro se mueven con la misma aceleración. Si sobre un cuerpo sólo actúa la fuerza de la gravedad o sólo la fuerza de la gravitación universal, entonces este cuerpo se encuentra en un estado de ingravidez. Es importante entender que en este caso sólo desaparece el peso del cuerpo, pero no la fuerza de gravedad que actúa sobre este cuerpo.

El estado de ingravidez no es exótico, muchos de ustedes lo han experimentado con bastante frecuencia: cualquier persona que salta o salta desde cualquier altura se encuentra en un estado de ingravidez hasta el momento del aterrizaje.

Consideremos el caso en el que el dinamómetro y el cuerpo sujeto a su resorte se mueven hacia abajo con cierta aceleración, pero no caen libremente. Las lecturas del dinamómetro disminuirán en comparación con las lecturas con carga estacionaria y resorte, lo que significa que el peso corporal se ha vuelto menor que en reposo. ¿A qué se debe esta disminución? Demos una explicación matemática basada en la segunda ley de Newton.

Arroz. 5. Explicación matemática del peso corporal ()

Sobre el cuerpo actúan dos fuerzas: la fuerza de gravedad, dirigida hacia abajo, y la fuerza elástica del resorte, dirigida hacia arriba. Estas dos fuerzas imparten aceleración al cuerpo. y la ecuación de movimiento será:

Elijamos el eje y (Fig. 5), dado que todas las fuerzas se dirigen verticalmente, un eje nos basta. Como resultado de proyectar y trasladar los términos, obtenemos que el módulo de fuerza elástica será igual a:

ma = mg - control F

control F = mg - ma,

donde en los lados izquierdo y derecho de la ecuación están las proyecciones de las fuerzas especificadas en la segunda ley de Newton sobre el eje y. Según la definición, el peso absoluto de un cuerpo es igual a la fuerza elástica del resorte, y sustituyendo su valor obtenemos:

P = F control = mg - ma = m(g - a)

El peso de un cuerpo es igual al producto de la masa corporal por la diferencia de aceleración. De la fórmula resultante se desprende claramente que si el módulo de aceleración de un cuerpo es menor que el módulo de aceleración de la gravedad, entonces el peso del cuerpo es menor que la fuerza de la gravedad, es decir, el peso de un cuerpo que se mueve a velocidad acelerada. La velocidad es menor que el peso de un cuerpo en reposo.

Consideremos el caso en el que un cuerpo con peso se mueve rápidamente hacia arriba (Fig. 6).

La aguja del dinamómetro mostrará un valor de peso corporal mayor que el de la carga en reposo.

Arroz. 6. El cuerpo con el peso se mueve rápidamente hacia arriba ()

El cuerpo se mueve hacia arriba y su aceleración se dirige en la misma dirección, por lo tanto, necesitamos cambiar el signo de la proyección de la aceleración sobre el eje y.

De la fórmula se desprende claramente que ahora el peso del cuerpo es mayor que la fuerza de gravedad, es decir, mayor que el peso del cuerpo en reposo.

El aumento de peso corporal provocado por su movimiento acelerado se llama sobrecarga..

Esto es válido no sólo para un cuerpo suspendido sobre un resorte, sino también para un cuerpo montado sobre un soporte.

Consideremos un ejemplo en el que un cuerpo cambia durante su movimiento acelerado (Fig. 7).

El coche se mueve a lo largo de un puente con una trayectoria convexa, es decir, a lo largo de una trayectoria curva. Consideraremos que la forma del puente es un arco de círculo. Por la cinemática sabemos que el coche se mueve con una aceleración centrípeta, cuya magnitud es igual al cuadrado de la velocidad dividido por el radio de curvatura del puente. En el momento en que se encuentre en su punto más alto, esta aceleración se dirigirá verticalmente hacia abajo. Según la segunda ley de Newton, esta aceleración es impartida al automóvil por la fuerza de gravedad resultante y la fuerza de reacción del suelo.

Elijamos el eje de coordenadas y, dirigido verticalmente hacia arriba, y escribamos esta ecuación en proyección sobre el eje seleccionado, sustituyamos los valores y realicemos las transformaciones:

Arroz. 7. El punto más alto del coche ()

El peso de un automóvil, según la tercera ley de Newton, es igual en módulo a la fuerza de reacción del soporte (), mientras que vemos que el módulo del peso del automóvil es menor que la fuerza de gravedad, es decir, menor que la Peso de un vehículo parado.

Cuando se lanza desde la Tierra, un cohete se mueve verticalmente hacia arriba con una aceleración a=20 m/s 2. ¿Cuál es el peso del piloto-cosmonauta en la cabina del cohete si su masa es m=80 kg?

Es bastante obvio que la aceleración del cohete está dirigida hacia arriba y para solucionarlo debemos utilizar la fórmula del peso corporal para el caso de sobrecarga (Fig. 8).

Arroz. 8. Ilustración del problema.

Cabe señalar que si un cuerpo estacionario con respecto a la Tierra pesa 2400 N, entonces su masa es de 240 kg, es decir, el astronauta se siente tres veces más masivo de lo que realmente es.

Analizamos el concepto de peso corporal, descubrimos las propiedades básicas de esta cantidad y obtuvimos fórmulas que nos permiten calcular el peso de un cuerpo que se mueve con aceleración.

Si un cuerpo se mueve verticalmente hacia abajo y su módulo de aceleración es menor que la aceleración de la gravedad, entonces el peso del cuerpo disminuye en comparación con el valor del peso de un cuerpo estacionario.

Si un cuerpo se mueve verticalmente hacia arriba a un ritmo acelerado, su peso aumenta y el cuerpo experimenta una sobrecarga.

Bibliografía

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Física (nivel básico) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Física décimo grado. - M.: Mnemosyne, 2014.
3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Física - 9, Moscú, Educación, 1990.

Tarea

1. Definir peso corporal.
2. ¿Cuál es la diferencia entre el peso corporal y la gravedad?
3. ¿Cuándo se produce el estado de ingravidez?

1. Portal de Internet Physics.kgsu.ru ().
2. Portal de Internet Festival.1september.ru ().
3. Portal de Internet Terver.ru ().

Todos hemos oído hablar de la ingravidez. Cuando escuchamos esta palabra, imaginamos a los astronautas flotando libremente dentro de la estación espacial. Intentemos responder a una pregunta aparentemente sencilla: ¿qué es esta ingravidez?
PESO, es decir, al cuerpo le falta peso. Es decir, para entender correctamente qué es la ingravidez, debemos entender claramente qué es el peso corporal.

Peso- la fuerza del cuerpo que actúa sobre un soporte (o suspensión u otro tipo de sujeción), evitando una caída, que surge en el campo de gravedad. Determinado por la expresión:

P = mg, Dónde:

R- peso corporal, metro- masa corporal, g - aceleración de caída libre.

El valor del peso es proporcional a la aceleración de la gravedad, que depende de la altura sobre la superficie terrestre, y también, debido a su rotación, de las coordenadas geográficas del punto de medición.

Cuando el sistema se mueve, el cuerpo es un soporte (o suspensión) en relación con el sistema de referencia inercial con aceleración. A el peso deja de coincidir con la fuerza de gravedad que actúa sobre este cuerpo:

P = metro(g - a)

Como resultado de la rotación de la Tierra, se produce una disminución latitudinal del peso: en el ecuador aproximadamente un 0,3% menos que en los polos.

También cabe señalar que según la Tercera Ley de Newton, no solo el cuerpo actúa sobre el soporte (suspensión), sino que también el soporte (suspensión) actúa sobre el cuerpo con una fuerza llamada Fuerza de reacción del soporte (suspensión). Esta fuerza es numéricamente igual al peso del cuerpo y está dirigida en sentido opuesto a la acción de la gravedad. Entonces, sobre el cuerpo actúan dos fuerzas, iguales en magnitud y de dirección opuesta, es decir, su resultante es cero, lo que significa que el cuerpo está en reposo o se mueve de manera uniforme y rectilínea.

Esto significa que la ingravidez (falta de peso) es un estado en el que ausente la fuerza de interacción de un cuerpo con un soporte (o suspensión), que surge en relación con la atracción gravitacional, la acción de otras fuerzas de masa, en particular la fuerza de inercia que surge durante el movimiento acelerado de un cuerpo.

Entonces, pensemos en lo que sucederá si tanto el cuerpo como su soporte caen en el campo de fuerzas gravitacionales. Entonces, como tanto el soporte como el cuerpo se moverán a la misma velocidad, el cuerpo no presionará con su masa sobre este soporte, es decir, no actuará sobre él. Es decir, el peso del cuerpo (la fuerza con la que actúa sobre el soporte) es cero. ¿Dónde se puede observar esto en la práctica? Imaginemos una cabina de ascensor a la que se le han arrancado los cables y cae libremente por un hueco. Tanto la cabina como el pasajero se mueven con la misma aceleración. gramo = 9,8 m/s2. Entonces, el pasajero no influirá en el suelo del ascensor, es decir, experimentará un estado de ingravidez. Entonces podrá flotar libremente en el espacio de la cabina del ascensor. Naturalmente, este experimento suele provocar la muerte del sujeto. Pero hay una situación más común. Cuando el ascensor apenas comienza a descender (es decir, se mueve a un ritmo acelerado, ganando su velocidad normal), su cuerpo aún no ha alcanzado esta velocidad y casi no presiona el piso, lo que significa que no pesa casi nada. Luego, cuando el ascensor acelera y luego se mueve de manera uniforme, tú también te mueves de manera uniforme con él, por lo tanto, como de costumbre, presionas con tu cuerpo sobre el soporte (el piso del ascensor), lo que significa que no hay estado de ingravidez.

Un vuelo en una nave espacial que orbita alrededor de la Tierra no es más que una caída constante a la Tierra. Simplemente, el dispositivo se mueve en órbita a una velocidad muy alta (aprox. 8 km/seg), y al caer a la Tierra (verticalmente), logra recorrer tal distancia en dirección horizontal que, debido a la forma esférica del Tierra, la distancia a su superficie no disminuye. El cuerpo cae sin caer. ¿Paradoja? ¡Realidad!

Es decir, la cabina de la nave espacial es el mismo ascensor que se ha caído de los cables. Y todos los cuerpos que se encuentren en su interior experimentarán un estado de ingravidez. Flotarán libremente en la cabina de la nave espacial y se producirán varios efectos interesantes, de los que hablaré en una de las siguientes publicaciones.

Para entrenar a los astronautas en la Tierra, podemos crear brevemente un estado de ingravidez. Un avión especial se lanza en picado a lo largo de una trayectoria hiperbólica, es decir, en realidad cae con aceleración g, y las personas en su cabina también caen con la misma aceleración. Es decir, se encuentran en estado de ingravidez. De esta manera, se puede crear ingravidez durante un período de aproximadamente un minuto, después del cual el avión pasa de una inmersión a un ascenso, y luego vuelve a sumergirse y todo se repite nuevamente. Entonces se puede crear ingravidez en la Tierra.

Es muy importante entender que peso Y peso Los cuerpos, en sentido estricto, no son lo mismo, aunque en la vida cotidiana se suele utilizar el concepto de “peso” cuando se habla de la masa de los cuerpos. La definición de peso corporal ya se ha dado anteriormente. Y la masa de un cuerpo es una medida de su inercia, es decir, la capacidad de mantener su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme cuando se expone a otros cuerpos que intentan cambiar este estado. La interacción de los cuerpos se caracteriza por una cantidad como la fuerza. Cuando el cuerpo es sometido a una fuerza. F, se le da aceleración A, dependiendo del peso corporal metro:

a = F/m.

Vemos que cuanto mayor es la masa del cuerpo, menor es la aceleración. , impartida a él por una fuerza de la misma magnitud. Si intentamos probar esto primero en la Tierra y luego a bordo de una nave espacial (en gravedad cero), veremos que esta regla se cumple en ambos casos. Es decir, la masa corporal y el peso no son lo mismo. El peso corporal puede desaparecer, pero el peso corporal siempre permanece igual. Es cierto que en la mecánica relativista la masa de los cuerpos puede cambiar (aumentar hasta el infinito), pero esta es una historia completamente diferente, que, sin embargo, algún día también será objeto de nuestra consideración.

Mientras tanto, nos vemos de nuevo. Gracias a todos los que leyeron hasta el final, porque el “libro múltiple” no se le da a todos, sino sólo a los más curiosos.