Номер 6, страница 41 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

6. Кто из ребят находится в невесомости?

а) Алиса, которая перепрыгивает через ручеек;

б) Борис, который плавает в бассейне;

в) Ваня, который путешествует на воздушном шаре;

г) Глеб, который летает на космическом корабле вокруг Земли;

д) Эля, которая катается на качелях.

Решение

Невесомость — это состояние, в котором вес тела равен нулю. Вес тела $\text{P}$ — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Он определяется формулой $P = m(g-a)$, где $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{a}$ — ускорение опоры (направленное в ту же сторону, что и $\text{g}$). Состояние невесомости наступает, когда тело свободно падает, то есть движется только под действием силы тяжести. В этом случае ускорение тела и опоры $\text{a}$ равно ускорению свободного падения $\text{g}$, и вес становится равным $P = m(g-g) = 0$. Рассмотрим каждый из предложенных случаев.

а) Алиса, которая перепрыгивает через ручеек;

Во время прыжка, находясь в воздухе, Алиса движется только под действием силы тяжести (пренебрегая сопротивлением воздуха). Таким образом, она находится в состоянии свободного падения. В этот короткий промежуток времени она испытывает состояние, близкое к невесомости. Однако, это состояние является кратковременным и не является полным и устойчивым состоянием невесомости.

Ответ: Алиса испытывает лишь кратковременную невесомость.

б) Борис, который плавает в бассейне;

На Бориса в воде действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая уравновешивает или превышает силу тяжести. Он не находится в свободном падении. Его вес не равен нулю, он ощущает давление воды. Следовательно, он не в невесомости.

Ответ: Борис не находится в невесомости.

в) Ваня, который путешествует на воздушном шаре;

На воздушный шар действует подъемная сила, которая позволяет ему лететь. Ваня находится в корзине шара, то есть имеет опору. Он не находится в свободном падении и, следовательно, не испытывает невесомости. Его вес отличен от нуля.

Ответ: Ваня не находится в невесомости.

г) Глеб, который летает на космическом корабле вокруг Земли;

Космический корабль, движущийся по орбите вокруг Земли, постоянно находится в состоянии свободного падения на Землю. Он и все тела внутри него, включая Глеба, движутся с одинаковым ускорением, равным ускорению свободного падения на данной высоте. Так как Глеб и его опора (корабль) падают вместе, он не давит на опору, и его вес равен нулю. Это и есть устойчивое состояние невесомости.

Ответ: Глеб находится в невесомости.

д) Эля, которая катается на качелях.

При катании на качелях на Элю действуют две силы: сила тяжести и сила натяжения подвеса. Ее движение является ускоренным, но это ускорение не равно ускорению свободного падения. Она постоянно ощущает опору (сиденье качелей), поэтому ее вес не равен нулю (он меняется в процессе движения). Она не в невесомости.

Ответ: Эля не находится в невесомости.