Номер 3, страница 59 - гдз по физике 7 класс обучающая тетрадь Шабусов, Дубина

3. Отвечаем на вопросы.

3.1. Ваня, сделав домашнее задание, лег на кровать и уснул. Укажите, на какие тела действуют сила тяжести Вани, вес Вани и сила упругости со стороны кровати.

3.2. Алиса вырастет и станет космонавтом. Чему будет равен вес Алисы на космической станции? Будет ли на Алису действовать сила тяжести?

3.1. Ваня, сделав домашнее задание, лег на кровать и уснул. Укажите, на какие тела действуют сила тяжести Вани, вес Вани и сила упругости со стороны кровати.

Решение

Для определения тел, на которые действуют силы, необходимо проанализировать природу каждой силы:

1. Сила тяжести Вани — это сила гравитационного притяжения Вани к планете Земля. Таким образом, эта сила приложена к самому Ване и направлена вертикально вниз, к центру Земли.

2. Вес Вани — это сила, с которой Ваня, вследствие своего притяжения к Земле, действует на опору. В данном случае опорой является кровать. Следовательно, вес Вани приложен к кровати.

3. Сила упругости со стороны кровати (также известная как сила нормальной реакции опоры) — это сила, возникающая в кровати в результате её деформации под действием веса Вани. По третьему закону Ньютона, эта сила равна по модулю весу Вани и противоположна ему по направлению. Она приложена к Ване и не дает ему провалиться сквозь кровать.

Ответ: Сила тяжести Вани действует на Ваню; вес Вани действует на кровать; сила упругости со стороны кровати действует на Ваню.

3.2. Алиса вырастет и станет космонавтом. Чему будет равен вес Алисы на космической станции? Будет ли на Алису действовать сила тяжести?

Решение

1. Вес Алисы на космической станции. На борту космической станции, движущейся по орбите вокруг Земли, все тела, включая космонавтов, находятся в состоянии невесомости. Невесомость — это состояние, при котором вес тела равен нулю. Это происходит потому, что и станция, и Алиса внутри неё находятся в состоянии непрерывного свободного падения на Землю. Поскольку Алиса не давит на опору (пол станции), её вес равен нулю. Вес тела определяется формулой $P = m(g-a)$, где $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{a}$ — ускорение опоры. В свободном падении $a=g$, следовательно, $P = m(g-g) = 0$.

2. Сила тяжести, действующая на Алису. Сила тяжести — это сила гравитационного притяжения со стороны Земли. Она зависит от массы тел и расстояния между ними. Орбита международной космической станции (МКС) находится на высоте примерно 400 км, что не так уж далеко от Земли в космических масштабах. На этой высоте сила земного притяжения лишь незначительно слабее, чем на поверхности (составляет около 90% от привычной нам). Именно эта сила тяжести удерживает и станцию, и Алису на орбите, заставляя их вращаться вокруг Земли, а не улетать в открытый космос. Таким образом, сила тяжести на Алису будет действовать.

Ответ: Вес Алисы на космической станции будет равен нулю, она будет находиться в состоянии невесомости. Да, на Алису будет действовать сила тяжести со стороны Земли.