Какими свойствами обладает масса тела
Отношение величины силы, действующей на тело, к приобретенному телом ускорению постоянно для данного тела. Масса тела и есть это отношение.
| 1. | Масса=Сила/ускорение m=F/a |
Масса тела является неизменной характеристикой данного тела, не зависящей от его местоположения. Масса характеризует два свойства тела:
Инерция
Тело изменяет состояние своего движения только под воздействием внешней силы.
Тяготение
Между телами действуют силы гравитационного притяжения.
Эти свойства присущи не только телам, т.е. веществу, но и другим формам существования материи (например излучению, полям). Справедливо следующее утверждение:
Масса тела характеризует свойство любого вида материи быть инертной и тяжелой, т.е. принимать участие в гравитационных взаимодействиях.
Центр масс и система центра масс
В любой системе частиц имеется одна замечательная точка С- центр инерции, или центр масс, — которая обладает рядом интересных и важных свойств. Центр масс является точкой приложения вектора импульса системы , так как вектор любого импульса является полярным вектором. Положение точки С относительно начала О данной системы отсчета характеризуется радиусом-вектором, определяемым следующей формулой:
| (4.8) |
где — масса и радиус-вектор каждой частицы системы, M — масса всей
системы (рис. 4.3).
Импульс материальной точки, системы материальных точек и твердого тела.
Импульсом материальной точки называют величину равную произведению массы точки на ее скорость.
Обозначим импульс (его также называют иногда количеством движения) буквой . Тогда
. (2)
Из формулы (2) видно, что импульс — векторная величина. Так как m > 0, то импульс имеет то же направление, что и скорость.
Единица импульса не имеет особого названия. Ее наименование получается из определения этой величины:
[p] = [m] · [υ] = 1 кг · 1 м/с = 1 кг·м/с .
Момент импульса материальной точки относительно точки O определяется векторным произведением
, где — радиус-вектор, проведенный из точки O, — импульс материальной точки.
Момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси равен проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки O данной оси. Значение момента импульса не зависит от положения точки O на оси z.
Момент импульса твердого тела относительно оси есть сумма моментов импульса отдельных частиц, из которых состоит тело относительно оси. Учитывая, что , получим
.
Если сумма моментов сил, действующих на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, равна нулю, то момент импульса сохраняется (закон сохранения момента импульса):
.
Производная момента импульса твердого тела по времени равна сумме моментов всех сил, действующих на тело:
.
Фундаментальные и нефундаментальные взаимодействия. Сила как мера взаимодействия тел. Свойства силы.
Фундамента́льные взаимоде́йствия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.
На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий:
— гравитационного
— электромагнитного
— сильного
— слабого
При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия.
Сила как мера взаимодействия тел
Сила — векторная величина, характеризующая механическое действие одного тела на другое, которое проявляется в деформациях рассматриваемого тела и изменении его движения относительно других тел.
Сила характеризуется модулем и направлением. Модуль и направление силы не зависят от выбора системы отсчета.
Понятие силы относится к двум телам. Всегда можно указать тело, на которое действует сила, и тело со стороны которого она действует.
Способы измерения силы:
-определение ускорения эталонного тела под действием данной силы;
— определение деформации эталонного тела.
Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона постулирует наличие такого явления, как инерция тел. Поэтому он также известен как Закон инерции. Инерция — это явление сохранения телом скорости движения (и по величине, и по направлению), когда на тело не действуют никакие силы. Чтобы изменить скорость движения, на тело необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают инертностью. Инертность — это свойство тел сопротивляться изменению их текущего состояния. Величина инертности характеризуется массой тела.
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.
Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называют инерциальными.
Или
Инерциальные системы отсчета – это системы, относительно которых материальная точка при отсутствии на нее внешних воздействий или их взаимной компенсации покоится или движется равномерно и прямолинейно.
18. Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона — дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта (ИСО).
Современная формулировка
При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:
где — ускорение материальной точки;
— сила, приложенная к материальной точке;
— масса материальной точки.
Или в более известном виде:
В случае, когда масса материальной точки меняется со временем, второй закон Ньютона формулируется с использованием понятия импульс:
В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней сил.
где — импульс точки,
где — скорость точки;
— время;
— производная импульса по времени.
Когда на тело действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозиции второй закон Ньютона записывается:
или
Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта. Для скоростей, приближенных к скорости света, используются законы теории относительности.
Нельзя рассматривать частный случай (при ) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.
19. Третий закон Ньютона
Этот закон объясняет, что происходит с двумя взаимодействующими телами. Возьмём для примера замкнутую систему, состоящую из двух тел. Первое тело может действовать на второе с некоторой силой , а второе — на первое с силой . Как соотносятся силы? Третий закон Ньютона утверждает: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Подчеркнём, что эти силы приложены к разным телам, а потому вовсе не компенсируются.
Современная формулировка
Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:
Закон отражает принцип парного взаимодействия. То есть все силы в природе рождаются парами.
Удивительно, как много людей, употребляя слова «масса» и «вес», не понимают их различие с точки зрения физики и подразумевают одно и то же. Между тем, это различие принципиально и огромно…
Масса
Начнем с массы. Масса определяет инерционные свойства тела. Что это означает? Инертность – это способность тела сопротивляться изменению его состояния движения под действием силы. Попробуйте остановить катящийся по инерции футбольный мяч. А потом – катящийся с той же скоростью по инерции автомобиль. В последнем случае сделать это гораздо тяжелее, потому что автомобиль обладает большим количеством материи. И можно сказать, что автомобиль обладает большей массой. Измеряется масса в килограммах, а обозначается буквой m. Масса тела всегда постоянна.
Вес
Что касается веса, то это сила. Как и любая другая сила, это векторная величина (имеющая направление действия) и измеряется она в ньютонах. По определению, вес – сила, с которой тело действует на опору или подвес:
Если человек массой 70 кг неподвижно стоит на полу, какие силы на него действуют с точки зрения классической механики? Всего две. Одна из них – сила тяжести, направленная вертикально вниз. Эта та сила, с которой Земля притягивает человека, и она равна произведению массы человека m на ускорение свободного падения g (для Земли – 9,81 м/с2, округлим это значение до 10). Таким образом, эта сила будет равна mg=70*10=700Н. Часто эту силу также измеряют в килограмм-силах, кгс. Ее величина равна весу тела массой в 1 кг, поэтому обыватели часто измеряют вес в килограммах и именно поэтому часто возникает путаница с весом и массой.
Вторая сила – это сила реакции опоры N. Человек давит на пол, а пол этому сопротивляется – ровно с такой же силой, как и сила тяжести. Эта сила направлена в противоположное направление и равна по величине силе тяжести. Суммарная же сила равна F=mg-N=0.
Вы можете спросить – зачем всё это, если сила тяжести и вес – одно и то же? Ничего подобного, это абсолютно разные вещи, просто в данном примере они совпадают. Рассмотрим космонавта, находящегося во взлетающей ракете. На него также действует сила тяжести и сила реакции опоры, но плюс к этому добавляется сила, толкающая космонавта вверх вместе с ракетой. В этом случае сила реакции опоры N будет превышать силу тяжести mg, и вес космонавта возрастет, он испытает перегрузку, хотя сила тяжести и масса космонавта не изменились.
На самом деле, вес для физиков является незначащим термином. С точки зрения физики его правильней называть просто силой, а слово «вес» – это просто дань языковой традиции.
В земных условиях люди обычно приравнивают вес и массу, да и шкала у всех весов откалибрована для земной силы тяжести. Однако, взаимодействие веса и массы очень интересно наблюдать в условиях, отличных от Земли. Так, на Луне сила тяжести меньше земной в 6 раз, соответственно, вес космонавта также будет меньше в 6 раз. При этом масса его останется неизменной. Если мы попробуем забить на Луне гвоздь в доску, то молоток будет весить в 6 раз меньше. Но при ударе по шляпке, он будет воздействовать на гвоздь с той же силой, что и на Земле, потому что масса молотка не изменилась.
Итог. Масса – неотделимое свойство любого тела. Если спортивное ядро массой 7 кг тяжело метнуть на Земле, то точно также тяжело его будет метнуть и в условиях невесомости, несмотря на то, что его вес будет равен нулю.
Если тебе понравилась статья, подписывайся на канал, расскажи о нем в соцсетях, а уж мы постараемся не ударить в грязь лицом )
Ìàññîé òåëà íàçûâàåòñÿ ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà, õàðàêòåðèçóþùàÿ åãî èíåðöèîííûå è ãðàâèòàöèîííûå ñâîéñòâà.
Èíåðöèîííûå ñâîéñòâà ìàññû â íüþòîíîâîé ìåõàíèêå (ò. å. ïðè ñêîðîñòÿõ, ñóùåñòâåííî ìåíüøèõ ñêîðîñòè ñâåòà) õàðàêòåðèçóþòñÿ ñîîòíîøåíèÿìè ìåæäó ìàññîé m, èìïóëüñîì p òåëà, äåéñòâóþùåé íà òåëî ñèëîé F è åãî óñêîðåíèåì:
×åì áîëüøå ìàññà òåëà, òåì áîëåå îíî èíåðòíî. Ìàññû òåë ìîæíî ñðàâíèâàòü ïî óñêîðåíèÿì, êîòîðûå òåëà ïðèîáðåòàþò ïðè âçàèìîäåéñòâèè äðóã ñ äðóãîì. ×åì ìåíüøå ìåíÿåòñÿ ñêîðîñòü òåëà ïðè âçàèìîäåéñòâèè, òåì îíî èíåðòíåå, çíà÷èò òåì áîëüøå åãî ìàññà, è íàîáîðîò.
Ãðàâèòàöèîííûå ñâîéñòâà ìàññû. Ïî òåîðèè Íüþòîíà ìàññà – èñòî÷íèê ñèëû âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ:
ãäå m1. m2 – ìàññû äâóõ òåë, r – ðàññòîÿíèå ìåæäó òåëàìè, G – ãðàâèòàöèîííàÿ ïîñòîÿííàÿ.
Èç èíåðöèîííûõ è ãðàâèòàöèîííûõ ñâîéñòâ ñëåäóåò, ÷òî óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ íå çàâèñèò îò ìàññû ïàäàþùåãî òåëà è åãî äðóãèõ õàðàêòåðèñòèê (îáúåìà, ïëîòíîñòè è ò.ä.). Ýòó çàêîíîìåðíîñòü íàçûâàþò ðàâåíñòâîì èíåðòíîé è ãðàâèòàöèîííîé ìàññ. Íà ñàìîì äåëå ðå÷ü èäåò îá îäíîé è òîé æå ìàññå – ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíå, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì äâóõ ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé – èíåðöèè è ãðàâèòàöèè.
 êëàññè÷åñêîé ôèçèêå ìàññà ÿâëÿåòñÿ ìåðîé êîëè÷åñòâà âåùåñòâà., ñîäåðæàùåãîñÿ â òåëå. Çäåñü ñïðàâåäëèâ çàêîí ñîõðàíåíèÿ ìàññû: ìàññà èçîëèðîâàííîé ñèñòåìû òåë íå ìåíÿåòñÿ ñî âðåìåíåì è ðàâíà ñóììå ñîñòàâëÿþùèõ åå ìàññ òåë.
Åäèíèöåé ìàññû â ÑÈ ïðèíÿò êèëîãðàìì (1 êã).
Êàëüêóëÿòîðû ïî ôèçèêå | |
| Ðåøåíèå çàäà÷ ïî ôèçèêå, ïîäãîòîâêà ê ÝÃÅ è ÃÈÀ, ìåõàíèêà òåðìîäèíàìèêà è äð. | |
| Êàëüêóëÿòîðû ïî ôèçèêå | |
Ôèçèêà 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ | |
| Îñíîâíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî êóðñó ôèçèêè äëÿ îáó÷åíèÿ è ïîäãîòîâêè â ýêçàìåíàì, ÃÂÝ, ÅÃÝ, ÎÃÝ, ÃÈÀ | |
| Ôèçèêà 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ | |
Âåñ â äèíàìèêå. | |
| Âåñîì òåëà íàçûâàþò ñèëó , ñ êîòîðîé òåëî âñëåäñòâèå åãî ïðèòÿæåíèÿ ê çåìëå äåéñòâóåò íà îïîðó èëè ïîäâåñ. | |
| Âåñ â äèíàìèêå. | |
Ñèëà òÿæåñòè â äèíàìèêå. | |
| Ñèëîé òÿæåñòè íàçûâàþò ñèëó, ñ êîòîðîé Çåìëÿ ïðèòÿãèâàåò ê ñåáå òåëî, íàõîäÿùååñÿ âáëèçè åå ïîâåðõíîñòè . | |
| Ñèëà òÿæåñòè â äèíàìèêå. | |
Ïëîòíîñòü âåùåñòâà â äèíàìèêå. | |
| Ïëîòíîñòü âåùåñòâà – ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà , ïîêàçûâàþùàÿ, ÷åìó ðàâíà ìàññà â åäèíèöå îáúåìà ýòîãî âåùåñòâà. | |
| Ïëîòíîñòü âåùåñòâà â äèíàìèêå. | |
Íåâåñîìîñòü â äèíàìèêå. | |
| Íåâåñîìîñòü ñîñòîÿíèå, â êîòîðîì íàõîäèòñÿ ìàòåðèàëüíîå òåëî, êîòîðîå ñâîáîäíî äâèæåòñÿ â ïîëå òÿãîòåíèÿ Çåìëè (èëè äðóãîãî íåáåñíîãî òåëà) ïîä äåéñòâèåì òîëüêî ñèë òÿãîòåíèÿ . | |
| Íåâåñîìîñòü â äèíàìèêå. | |
Ðåãóëÿðíî ñòàëêèâàþñü ñ òåì, ÷òî ëþäè íå ïîíèìàþò ðàçíèöó ìåæäó âåñîì è ìàññîé. Ýòî â îáùåì-òî ïîíÿòíî, ïîñêîëüêó ìû íàõîäèìñÿ âñþ æèçíü â íåïðåêðàùàþùåì ñâî¸ äåéñòâèå ãðàâèòàöèîííîì ïîëå Çåìëè, è ýòè âåëè÷èíû äëÿ íàñ ïîñòîÿííî ñâÿçàíû. È ýòà ñâÿçü åù¸ è ëèíãâèñòè÷åñêè çàêðåïëÿåòñÿ òåì, ÷òî ìû óçíà¸ì ìàññó ñ ïîìîùüþ âåñîâ, «âçâåøèâàåì» ñåáÿ èëè, ñêàæåì, ïðîäóêòû â ìàãàçèíå.
Íî äàâàéòå âñ¸-òàêè ïîïðîáóåì ðàçâÿçàòü ýòè ïîíÿòèÿ.  òîíêîñòè (òèïà îòëè÷àþùåãîñÿ g â ðàçíûõ ìåñòàõ Çåìëè è ïðî÷åãî) ìû âäàâàòüñÿ íå áóäåì. Îòìå÷ó, ÷òî âñ¸ ýòî âõîäèò â øêîëüíûé êóðñ ôèçèêè, ïîýòîìó åñëè âñ¸ íèæåñêàçàííîå äëÿ âàñ î÷åâèäíî, íå ðóãàéòåñü íà òåõ, êòî íå óñïåë ýòè âåùè ïîíÿòü, à çàîäíî íà òåõ, êòî ðåøèë ýòî â ñîòûé ðàç îáúÿñíèòü. ) ß íàäåþñü, ÷òî íàéäóòñÿ ëþäè, êîòîðûì ýòà çàìåòêà ïîïîëíèò èõ àïïàðàò ïîíèìàíèÿ îêðóæàþùåãî ìèðà.
Èòàê, ïîåõàëè. Ìàññà òåëà — ìåðà åãî èíåðòíîñòè. Òî åñòü ìåðà òîãî, íàñêîëüêî òðóäíî èçìåíèòü ñêîðîñòü ýòîãî òåëà ïî ìîäóëþ (ðàçîãíàòü èëè çàòîðìîçèòü) ëèáî ïî íàïðàâëåíèþ.  ñèñòåìå ÑÈ èçìåðÿåòñÿ â êèëîãðàììàõ (êã). Îáîçíà÷àåòñÿ îáû÷íî áóêâîé m. ßâëÿåòñÿ íåèçìåííûì ïàðàìåòðîì, ÷òî íà Çåìëå, ÷òî â êîñìîñå.
Ñèëà òÿæåñòè, èçìåðÿåòñÿ â ñèñòåìå ÑÈ â Íüþòîíàõ (Í). Ýòî ñèëà, ñ êîòîðîé Çåìëÿ ïðèòÿãèâàåò òåëî, è ðàâíàÿ ïðîèçâåäåíèþ m*g. Êîýôôèöèåíò g ðàâåí 10 ì/ñ2, íàçûâàåòñÿ óñêîðåíèåì ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ. Ñ ýòèì óñêîðåíèåì íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ òåëî îòíîñèòåëüíî çåìíîé ïîâåðõíîñòè, ëèø¸ííîå îïîðû (â ÷àñòíîñòè, åñëè òåëî ñòàðòîâàëî èç íåïîäâèæíîãî ñîñòîÿíèÿ, åãî ñêîðîñòü êàæäóþ ñåêóíäó áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ íà 10 ì/ñ).
À òåïåðü ðàññìîòðèì òåëî ìàññîé m, íåïîäâèæíî ëåæàùåå íà ñòîëå. Äëÿ îïðåäåë¸ííîñòè ïóñòü ìàññà ðàâíà 1 êã. Íà ýòî òåëî âåðòèêàëüíî âíèç äåéñòâóåò ñèëà òÿæåñòè mg (ñîáñòâåííî ñàìà âåðòèêàëü îïðåäåëÿåòñÿ êàê ðàç íàïðàâëåíèåì ñèëû òÿæåñòè), ðàâíàÿ 10 Í.  òåõíè÷åñêîé ñèñòåìå åäèíèö ýòó ñèëó íàçûâàþò êèëîãðàìì-ñèëîé (êãñ).
Ñòîë íå ïîçâîëÿåò ðàçãîíÿòüñÿ íàøåìó òåëó, äåéñòâóÿ íà íåãî ñ ñèëîé N, íàïðàâëåííîé âåðòèêàëüíî ââåðõ (ýòó ñèëó ïðàâèëüíåå ðèñîâàòü îò ñòîëà, íî ÷òîáû ëèíèè íå íàêëàäûâàëèñü, íàðèñóþ òîæå èç öåíòðà òåëà):
N íàçûâàåòñÿ ñèëîé ðåàêöèè îïîðû, óðàâíîâåøèâàåò ñèëó òÿæåñòè (â äàííîì ñëó÷àå ðàâíà ïî ìîäóëþ òåì æå ñàìûì 10 Íüþòîíàì), òàê ÷òî ðàâíîäåéñòâóþùàÿ ñèëà F (ñóììà âñåõ ñèë) ðàâíà íóëþ: F = mg — N = 0.
À òî, ÷òî ñèëû óðàâíîâåøåíû, ìû âèäèì èç âòîðîãî çàêîíà Íüþòîíà F = m*a, ñîãëàñíî êîòîðîìó åñëè óñêîðåíèå òåëà a ðàâíî íóëþ (òî åñòü îíî ëèáî ïîêîèòñÿ, êàê â íàøåì ñëó÷àå, ëèáî äâèæåòñÿ ðàâíîìåðíî è ïðÿìîëèíåéíî), òî ðàâíîäåéñòâóþùàÿ ñèëà F òîæå ðàâíà íóëþ.
Âîò òåïåðü ìîæíî íàêîíåö ñêàçàòü, ÷òî òàêîå âåñ — ýòî ñèëà, ñ êîòîðîé òåëî äåéñòâóåò íà ïîäñòàâêó èëè ïîäâåñ. Ñîãëàñíî òðåòüåìó çàêîíó Íüþòîíà ýòà ñèëà ïðîòèâîïîëîæíà ñèëå N è ðàâíà åé ïî ìîäóëþ. Òî åñòü â äàííîì ñëó÷àå ñîñòàâëÿåò òå æå 10 Í = 1 êãñ. Âàì, ìîæåò áûòü, ïîêàæåòñÿ, ÷òî âñ¸ ýòî èçëèøíå ñëîæíî, è íàäî áûëî ñðàçó ñêàçàòü, ÷òî âåñ è ñèëà òÿæåñòè — îäíî è òî æå? Âåäü îíè ñîâïàäàþò è ïî íàïðàâëåíèþ, è ïî âåëè÷èíå.
Íåò, íà ñàìîì äåëå îíè îòëè÷àþòñÿ ñóùåñòâåííî. Ñèëà òÿæåñòè äåéñòâóåò ïîñòîÿííî. Âåñ ìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò óñêîðåíèÿ òåëà. Äàâàéòå ïðèâåä¸ì ïðèìåðû.
1. Âû ñòàðòóåòå ââåðõ íà ñêîðîñòíîì ëèôòå (ñêîðîñòíîì, ÷òîáû ôàçà óñêîðåíèÿ áûëà ýôôåêòíåå/çàìåòíåå). Âàøà ìàññà, ñêàæåì, 70 êã (âû ìîæåòå ïåðåñ÷èòàòü âñå ÷èñëà íèæå äëÿ âàøåé ìàññû). Âàø âåñ â íåïîäâèæíîì ëèôòå (ïåðåä ñòàðòîì) ðàâåí 700 Í (èëè 70 êãñ).  ìîìåíò ðàçãîíà ââåðõ ðåçóëüòèðóþùàÿ ñèëà F íàïðàâëåíà ââåðõ (èìåííî îíà âàñ è ðàçãîíÿåò), ñèëà ðåàêöèè N ïðåâûøàåò ñèëó òÿæåñòè mg, è ïîñêîëüêó âàø âåñ (ñèëà, ñ êîòîðîé âû äåéñòâóåòå íà ïîë ëèôòà) ïî ìîäóëþ ñîâïàäàåò ñ N, âû èñïûòûâàåòå òàê íàçûâàåìóþ ïåðåãðóçêó. Åñëè áû ëèôò ðàçãîíÿëñÿ ñ óñêîðåíèåì g, òî âû áû èñïûòàëè âåñ 140 êãñ, òî åñòü ïåðåãðóçêó 2g, â 2 ðàçà ïðåâûøàþùóþ âåñ â ñîñòîÿíèè ïîêîÿ. Íà ñàìîì äåëå â øòàòíîì ðåæèìå òàêèõ ïåðåãðóçîê â ëèôòàõ íå áûâàåò, óñêîðåíèå îáû÷íî íå ïðåâûøàåò 1 ì/ñ2, ÷òî ïðèâîäèò ê ïåðåãðóçêå âñåãî 1.1g. Âåñ â íàøåì ñëó÷àå ñîñòàâèò 77 êãñ. Êîãäà ëèôò ðàçîãíàëñÿ äî íóæíîé ñêîðîñòè, óñêîðåíèå ðàâíî íóëþ, âåñ âîçâðàùàåòñÿ ê íà÷àëüíûì 70 êãñ. Ïðè çàìåäëåíèè âåñ, íàïðîòèâ, óìåíüøàåòñÿ, è åñëè óñêîðåíèå ïðè ýòîì ïî ìîäóëþ ðàâíî 1 ì/ñ2, òî ïåðåãðóçêà ñîñòàâèò 0.9g. Ïðè äâèæåíèè â îáðàòíóþ ñòîðîíó (âíèç) ñèòóàöèÿ ïåðåâîðà÷èâàåòñÿ: ïðè ðàçãîíå âåñ óìåíüøàåòñÿ, íà ðàâíîìåðíîì ó÷àñòêå âåñ âîññòàíàâëèâàåòñÿ, ïðè çàìåäëåíèè âåñ óâåëè÷èâàåòñÿ.
2. Âû áåæèòå, è âàø âåñ â ñîñòîÿíèè ïîêîÿ ïî-ïðåæíåìó 70 êãñ.  ìîìåíò áåãà, êîãäà âû îòòàëêèâàåòåñü îò çåìëè, âàø âåñ ïðåâûøàåò 70 êãñ. À ïîêà âû ëåòèòå (îäíà íîãà îòîðâàëàñü îò çåìëè, äðóãàÿ — åùå íå êîñíóëàñü), âàø âåñ ðàâåí íóëþ (ïîñêîëüêó âû íå âîçäåéñòâóåòå íè íà ïîäñòàâêó, íè íà ïîäâåñ). Ýòî — íåâåñîìîñòü. Ïðàâäà, ñîâñåì êîðîòêàÿ. Òàêèì îáðàçîì, áåã — ýòî ÷åðåäîâàíèå ïåðåãðóçîê è íåâåñîìîñòè.
Íàïîìíþ, ÷òî ñèëà òÿæåñòè âî âñåõ ýòèõ ïðèìåðàõ íèêóäà íå äåâàëàñü, íå ìåíÿëàñü, è ñîñòàâëÿëà âàøè «êðîâíûå» 70 êãñ = 700 Í.
Òåïåðü ñóùåñòâåííî óäëèíèì ôàçó íåâåñîìîñòè: ïðåäñòàâüòå, ÷òî âû íàõîäèòåñü íà ÌÊÑ (ìåæäóíàðîäíîé êîñìè÷åñêîé ñòàíöèè). Ïðè ýòîì ìû íå óñòðàíèëè ñèëó òÿæåñòè — îíà ïî-ïðåæíåìó äåéñòâóåò íà âàñ — íî ïîñêîëüêó è âû, è ñòàíöèÿ íàõîäèòåñü â îäèíàêîâîì îðáèòàëüíîì äâèæåíèè, òî îòíîñèòåëüíî ÌÊÑ âû â íåâåñîìîñòè. Ìîæíî ïðåäñòàâèòü ñåáÿ ãäå óãîäíî â îòêðûòîì êîñìîñå, ïðîñòî ÌÊÑ íåìíîãî ðåàëèñòè÷íåå. )
Êàêèì áóäåò âàøå âçàèìîäåéñòâèå ñ îáúåêòàìè? Âàøà ìàññà 70 êã, âû áåð¸òå â ðóêó îáúåêò ìàññîé 1 êã, îòáðàñûâàåòå åãî îò ñåáÿ.  ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà îñíîâíóþ ñêîðîñòü ïîëó÷èò 1-êã-îáúåêò, êàê ìåíåå ìàññèâíûé, è áðîñîê áóäåò ïðèìåðíî ñòîëü æå «ëåãêèì», êàê è íà Çåìëå. Íî åñëè âû ïîïûòàåòåñü îòòîëêíóòüñÿ îò îáúåêòà ìàññîé 1000 êã, òî âû ôàêòè÷åñêè îòòîëêíåòå ñåáÿ îò íåãî, ïîñêîëüêó îñíîâíóþ ñêîðîñòü â ýòîì ñëó÷àå ïîëó÷èòå âû ñàìè, è äëÿ ðàçãîíà ñâîèõ 70 êã ïðèä¸òñÿ ðàçâèòü áÎëüøóþ ñèëó. ×òîáû ïðèìåðíî ýòî ïðåäñòàâèòü, êàêîâî ýòî, ìîæåòå ïîäîéòè ñåé÷àñ ê ñòåíå è îòòîëêíóòüñÿ îò íå¸ ðóêàìè.
Òåïåðü âû âûøëè èç ñòàíöèè â îòêðûòûé êîñìîñ è õîòèòå ïîìàíèïóëèðîâàòü êàêèì-òî ìàññèâíûì îáúåêòîì. Ïóñòü åãî ìàññà áóäåò, êàê óïîìÿíóòî â ïîñòå https://pikabu.ru/story/kosmonavtyi_vruchnuyu_lovyat_5tonnyiy… (ñîáñòâåííî, òîò ïîñò ìåíÿ è ñïîäâèã ðàñïèñàòü âñ¸ ýòî ïîäðîáíåå), ïÿòü òîíí.
×åñòíî ñêàçàòü, ÿ áû ïðÿìî î÷åíü ïîîñòåðåãñÿ óïðàâëÿòüñÿ ñ ïÿòèòîííûì îáúåêòîì. Äà, íåâåñîìîñòü è âñå äåëà. Íî äîñòàòî÷íî ëèøü íåáîëüøîé åãî ñêîðîñòè îòíîñèòåëüíî ÌÊÑ, ÷òîáû ïðèæàòü âàì ïàëåö èëè ÷åãî-òî ïîñåðü¸çíåå. Ýòè ïÿòü òîíí ñëîæíî ïåðåìåñòèòü: ðàçîãíàòü, îñòàíîâèòü.
À óæ ïðåäñòàâëÿòü, êàê ïðåäëîæèë îäèí ÷åëîâåê, ñåáÿ ìåæäó äâóìÿ îáúåêòàìè ìàññîé ïî 100 òîíí è âîâñå íå õî÷åòñÿ. Ìàëåéøåå èõ âñòðå÷íîå äâèæåíèå, è îíè âàñ ñ ë¸ãêîñòüþ ïðèäàâÿò.  ïîëíåéøåé, ÷òî õàðàêòåðíî, íåâåñîìîñòè. )
Íó è íàêîíåö. Åñëè âû áóäåòå âåñåëî ëåòåòü ïî ÌÊÑ è óäàðèòåñü îá ñòåíêó/ïåðåáîðêó, òî âàì áóäåò áîëüíî ðîâíî òàê æå, êàê åñëè áû âû ñ òîé æå ñêîðîñòüþ áåæàëè è óäàðèëèñü îá ñòåíó/êîñÿê â ñâîåé êâàðòèðå. Ïîòîìó ÷òî óäàð óìåíüøàåò âàøó ñêîðîñòü (òî åñòü ñîîáùàåò âàì óñêîðåíèå ñî çíàêîì ìèíóñ), à âàøà ìàññà îäèíàêîâà â îáîèõ ñëó÷àÿõ. À çíà÷èò ïî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà è ñèëà âîçäåéñòâèÿ áóäåò ñîðàçìåðíà.
Ðàäóåò, ÷òî â ôèëüìàõ ïðî êîñìîñ («Ãðàâèòàöèÿ», «Èíòåðñòåëëàð», ñåðèàë «The Expanse») âñ¸ áîëåå ðåàëèñòè÷íî (ïóñòü è íå áåç îãðåõîâ òèïà Äæîðäæà Êëóíè, áåçíàä¸æíî îòòàñêèâàåìîãî îò Ñàíäðû Áóëëîê íåâåäîìîé ñèëîé) îòîáðàæàþò áàçîâûå âåùè, îïèñàííûå â ýòîì ïîñòå.
Ðåçþìèðóþ. Ìàññà «íåîò÷óæäàåìà» îò îáúåêòà. Åñëè îáúåêò ñëîæíî ðàçîãíàòü íà Çåìëå (îñîáåííî åñëè âû ïîñòàðàëèñü ìèíèìèçèðîâàòü òðåíèå), òî åãî òàê æå ñëîæíî ðàçîãíàòü è â êîñìîñå. À ÷òî êàñàåòñÿ âåñîâ, òî êîãäà âû íà íèõ ñòàíîâèòåñü, îíè ïðîñòî èçìåðÿþò ñèëó, ñ êîòîðîé èõ ñäàâëèâàþò, è äëÿ óäîáñòâà îòîáðàæàþò ýòó ñèëó íå â Íüþòîíàõ, à â êãñ. Íå äîïèñûâàÿ ïðè ýòîì áóêâó «ñ», ÷òîáû âàñ íå ñìóùàòü. )