Номер 175, страница 50 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Рассмотрим, как изменяются физические величины, характеризующие человека в лифте, в момент начала подъема. Начало подъема означает, что лифт движется с ускорением $\text{a}$, направленным вертикально вверх.

а) масса человека;

Масса ($\text{m}$) — это мера инертности тела и количество вещества в нем. В нерелятивистской физике масса является постоянной величиной для данного объекта и не зависит от его состояния движения. Поэтому при ускорении лифта масса человека не изменится.

Ответ: масса человека не изменится.

б) сила тяжести, действующая на него;

Сила тяжести ($F_{тяж}$) — это сила гравитационного притяжения человека к Земле. Она вычисляется по формуле $F_{тяж} = mg$, где $\text{m}$ — масса человека, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Как мы установили, масса не меняется. Ускорение свободного падения $\text{g}$ незначительно уменьшается с высотой, но изменение высоты при подъеме в здании настолько мало по сравнению с радиусом Земли, что изменением $\text{g}$ можно пренебречь. Следовательно, сила тяжести остается практически постоянной.

Ответ: сила тяжести, действующая на него, не изменится.

в) вес человека;

Вес ($\text{P}$) — это сила, с которой человек действует на опору (в данном случае, на пол лифта). По третьему закону Ньютона, вес человека равен по модулю силе реакции опоры ($\text{N}$), действующей на человека со стороны пола: $P = N$.
Чтобы найти силу реакции опоры, применим второй закон Ньютона к человеку. На него действуют две силы по вертикали: сила тяжести $F_{тяж} = mg$ (вниз) и сила реакции опоры $\text{N}$ (вверх). Равнодействующая этих сил сообщает человеку ускорение $\text{a}$, направленное вверх. Запишем уравнение второго закона Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вверх:
$N - mg = ma$
Отсюда выразим силу реакции опоры:
$N = mg + ma = m(g+a)$
Так как $P = N$, то вес человека равен $P = m(g+a)$. Поскольку лифт ускоряется вверх ($a > 0$), вес человека становится больше, чем его вес в состоянии покоя ($ ext{mg}$). Это состояние называют перегрузкой.

Ответ: вес человека увеличится.

г) сила реакции пола?

Сила реакции пола — это и есть сила реакции опоры ($\text{N}$), которую мы рассматривали в предыдущем пункте. Из второго закона Ньютона для человека в лифте, ускоряющемся вверх, мы получили:
$N = m(g+a)$
В состоянии покоя или равномерного движения ($a=0$) сила реакции пола равна силе тяжести: $N_{покоя} = mg$. При начале подъема ($a > 0$) сила реакции пола $N = m(g+a)$ становится больше, чем в состоянии покоя.

Ответ: сила реакции пола увеличится.