Номер 4, страница 47 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Чем отличается вес тела от силы тяжести?

Вес тела и сила тяжести, несмотря на то что в состоянии покоя тела на горизонтальной опоре они численно равны, являются принципиально разными физическими понятиями. Их основные отличия заключаются в следующем:

1. Природа силы. Сила тяжести ($F_{тяж}$) — это гравитационная сила, с которой Земля (или другое массивное тело) притягивает к себе данное тело. Вес тела ($\text{P}$) — это сила упругости, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. По своей физической природе вес является электромагнитной силой.

2. Точка приложения. Сила тяжести всегда приложена к центру масс самого тела. Вес же приложен к опоре или подвесу, на которые тело воздействует.

3. Зависимость от ускорения. Сила тяжести, действующая на тело вблизи поверхности Земли, практически постоянна и определяется по формуле $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Вес тела, напротив, может изменяться, если тело и его опора движутся с ускорением. Например, при движении лифта с ускорением $\text{a}$, направленным вверх, вес тела увеличивается: $P = m(g + a)$ (состояние перегрузки). При движении с ускорением $\text{a}$, направленным вниз, вес уменьшается: $P = m(g - a)$. В состоянии свободного падения (когда $a = g$) тело находится в невесомости, его вес равен нулю ($P=0$), хотя сила тяжести продолжает на него действовать.

Ответ: Вес тела отличается от силы тяжести по трём ключевым параметрам: 1) физической природе (вес — электромагнитная сила, сила тяжести — гравитационная); 2) точке приложения (вес действует на опору/подвес, сила тяжести — на само тело); 3) зависимости от ускорения (вес меняется при ускоренном движении опоры, а сила тяжести в данной точке пространства постоянна).

От массы тела?

Вес тела также кардинально отличается от массы тела. В быту эти понятия часто путают, однако в физике это совершенно разные характеристики.

1. Физический смысл и тип величины. Масса ($\text{m}$) — это скалярная величина, которая является мерой инертности тела (его способности сопротивляться изменению скорости) и мерой его гравитационных свойств. Вес ($\text{P}$) — это векторная величина (сила), характеризующая воздействие тела на опору или подвес.

2. Единицы измерения. В Международной системе единиц (СИ) масса измеряется в килограммах (кг), в то время как вес, будучи силой, измеряется в ньютонах (Н).

3. Зависимость от местоположения. Масса — это неотъемлемое свойство самого тела, она постоянна и не зависит от того, где находится тело (на Земле, на Луне или в открытом космосе). Вес, в свою очередь, напрямую зависит от ускорения свободного падения $\text{g}$ в данном месте ($P = mg$). Так, на Луне, где гравитация примерно в 6 раз слабее земной, вес тела будет в 6 раз меньше, чем на Земле, при той же самой массе.

Ответ: Вес тела отличается от массы по своему определению (вес — сила, масса — мера инертности), типу величины (вес — вектор, масса — скаляр), единицам измерения (Ньютоны против килограммов) и по зависимости от местоположения (вес зависит от гравитации, масса является постоянной характеристикой тела).