Конспект по физике 7 класс параграф 28 + Ответы на вопросы. Краткое содержание § 28. СВЯЗЬ МЕЖДУ СИЛОИ ТЯЖЕСТИ И МАССОЙ ТЕЛА. ВЕС ТЕЛА по учебнику Пёрышкина (базовый уровень). Конспект по пунктам параграфа. Код материалов: Физика Конспект №28.
Вернуться к Списку конспектов
§ 28. СВЯЗЬ МЕЖДУ СИЛОЙ ТЯЖЕСТИ И МАССОЙ ТЕЛА. ВЕС ТЕЛА
Конспект параграфа 28.
- Сила тяжести действует на любое тело на Земле и сообщает ему ускорение.
- Ускорение свободного падения (g) — это ускорение, с которым движется тело под действием только силы тяжести. Его значение у поверхности Земли ≈ 9,8 м/с². Все тела падают с одинаковым ускорением, независимо от массы.
- Формула силы тяжести: Fтяж = gm, где g — коэффициент пропорциональности (ускорение свободного падения).
- Зависимость силы тяжести от расстояния и широты:
-
- С увеличением высоты над Землёй сила тяжести и ускорение свободного падения уменьшаются.
-
- g зависит от географической широты: на полюсе (9,83 м/с²) оно больше, чем на экваторе (9,78 м/с²).
- Вес тела (P) — это сила, с которой тело действует на подвес или опору вследствие притяжения к Земле.
- Связь веса и силы тяжести: если тело неподвижно на горизонтальной опоре или движется равномерно и прямолинейно, его вес численно равен силе тяжести: P = Fтяж = gm.
- Различие силы тяжести и веса:
-
- Сила тяжести — гравитационная сила, приложена к телу.
-
- Вес — сила упругости, приложена к опоре или подвесу.
- Изображение сил на рисунке:
-
- Сила тяжести приложена к телу и направлена вертикально вниз.
-
- Вес приложен к опоре (подвесу) и также направлен вниз.
Вопросы на стр. 96
№ 1. Как определить силу тяжести, действующую на тело известной массы?
Силу тяжести, действующую на тело, определяют по формуле Fтяж = gm, где m — масса тела, а g — ускорение свободного падения (≈ 9,8 Н/кг).
№ 2. Что называют весом тела?
Вес тела — это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на подвес или опору. Это векторная величина, обозначаемая буквой P и измеряемая в ньютонах (Н).
№ 3. В чём состоит сходство и различие веса тела и силы тяжести?
Сходство: если тело неподвижно на опоре, численно P = Fтяж. Различие: сила тяжести — гравитационная сила, приложенная к телу, а вес — сила упругости, приложенная к опоре или подвесу.
№ 4. По какой формуле можно определить вес тела?
Вес тела можно определить по формуле P = gm, которая справедлива, когда тело находится на горизонтальной опоре, неподвижной или движущейся равномерно и прямолинейно относительно Земли.
ЗАДАНИЯ на стр. 96
№ 1. Отличаются ли силы тяжести, действующие на лифтёра, на первом и последнем этаже небоскрёба?
Да, отличаются, но очень незначительно. Сила тяжести уменьшается с увеличением расстояния до центра Земли. Однако, как указано в тексте, даже на вершине Эвереста (высота ~9 км) сила тяжести уменьшается всего на 0,2%, поэтому для высоты небоскрёба это изменение пренебрежимо мало.
№ 2. Пружинные весы настроены (проградуированы) на экваторе. Будут ли верно работать эти весы на полюсе?
Нет, не будут. Пружинные весы измеряют вес тела (P = gm). Так как ускорение свободного падения на полюсе (g ≈ 9,83 м/с²) больше, чем на экваторе (g ≈ 9,78 м/с²), то одно и то же тело на полюсе будет иметь больший вес. Весы, проградуированные на экваторе, покажут на полюсе заниженное значение массы.
№ 3. Почему на рычажных весах нельзя обнаружить изменение веса тела при его переносе из одного места Земли в другое?
Рычажные весы (например, равноплечие) сравнивают вес измеряемого тела с весом гирь. При изменении географической широты или высоты g изменяется одинаково и для тела, и для гирь, поэтому их вес изменяется пропорционально. Равновесие весов не нарушается, и показания массы остаются неизменными.
УПРАЖНЕНИЕ 16
№ 1. Какая сила тяжести действует на тело массой 0,4 кг; 18 кг; 300 г; 8 т?
Сила тяжести рассчитывается по формуле F = mg, где g ≈ 10 Н/кг.
Для 0,4 кг: F = 0,4 кг 10 Н/кг = 4 Н.
Для 18 кг: F = 18 кг 10 Н/кг = 180 Н.
Для 300 г = 0,3 кг: F = 0,3 кг 10 Н/кг = 3 Н.
Для 8 т = 8000 кг: F = 8000 кг 10 Н/кг = 80 000 Н.
№ 2. Действует ли сила тяжести на воздух в комнате?
Да, сила тяжести действует на воздух в комнате. Именно благодаря этому атмосфера удерживается вокруг Земли, и воздух имеет вес, создавая атмосферное давление.
№ 3. На книгу, лежащую на столе, действует сила тяжести, равная 2 Н. Каков вес книги?
Вес книги, лежащей на горизонтальной опоре (столе) и находящейся в покое, численно равен силе тяжести, действующей на неё, и направлен в противоположную сторону (к опоре). Следовательно, вес книги равен 2 Н.
№ 4. Определите вес тела массой 5,8 кг; 43 г; 3,1 т.
Вес тела, покоящегося на горизонтальной опоре, P = mg, где g ≈ 10 Н/кг.
Для 5,8 кг: P = 5,8 кг 10 Н/кг = 58 Н.
Для 43 г = 0,043 кг: P = 0,043 кг 10 Н/кг = 0,43 Н.
Для 3,1 т = 3100 кг: P = 3100 кг 10 Н/кг = 31 000 Н.
№ 5. Вес яблока 2 Н. Определите его массу. Изобразите на рисунке вес яблока и действующую на него силу тяжести.
Масса яблока m = P/g = 2 Н / 10 Н/кг = 0,2 кг.
- Сила тяжести приложена к центру яблока и направлена вертикально вниз к центру Земли.
- Вес яблока (сила, с которой яблоко давит на руку или опору) приложен к опоре (или точке подвеса) и направлен вертикально вниз. Если яблоко лежит на столе, оба вектора равны по модулю (2 Н), направлены вниз, но приложены к разным телам.
№ 6. На лёгкой нити, прикреплённой одним концом к потолку комнаты, подвешен груз массой 10 кг. Сделайте рисунок по условию задачи и изобразите на нём силы, действующие на груз и на нить. Найдите модуль и направление каждой силы.
- На груз действуют:
Сила тяжести Fт = mg = 10 кг 10 Н/кг = 100 Н. Направлена вертикально вниз.
Сила натяжения нити T. Направлена вертикально вверх к точке подвеса. Так как груз неподвижен, T = Fт = 100 Н.
- На нить действуют:
- Со стороны груза сила натяжения T’ = 100 Н. Направлена вертикально вниз (по третьему закону Ньютона T’ = T).
Со стороны потолка сила натяжения Tпотолка = 100 Н. Направлена вертикально вверх.
№ 7. На лёгкой пружине, верхний конец которой прикреплён к стоящему на столе штативу, висит неподвижно груз массой т. Жёсткость пружины равна к. Найдите удлинение пружины.
Поскольку груз неподвижен, сила упругости пружины уравновешивает силу тяжести: kx = mg, где x — удлинение пружины. Следовательно, удлинение пружины равно x = mg / k.
Это любопытно… Невесомость
- Современная космонавтика решает множество сложных проблем, включая исследование влияния невесомости на организм человека.
- Состояние невесомости заключается в том, что тело не давит на опору и не растягивает подвес.
- Это состояние не означает отсутствие силы тяжести. Тело может находиться в невесомости и вблизи Земли.
- Каждый человек часто испытывает кратковременную невесомость, например, при прыжках или беге, когда обе ноги оторваны от земли.
- В опыте с падающим грузом на пружине деформация пружины исчезает, что доказывает отсутствие веса при свободном падении, хотя сила тяжести продолжает действовать.
- Важно, что в состоянии невесомости отсутствует вес не только всего тела, но и каждой его части (например, голова не давит на шею).
- Состояние невесомости наблюдается тогда, когда на тело действует только одна сила — сила тяжести.
- В таком состоянии находятся искусственные спутники, космонавты и все предметы на космической станции.
- Длительная невесомость может нарушить работу кровообращения, пищеварения и координации движений. Для борьбы с этим разработана специальная система упражнений для космонавтов.
Ответы на вопросы:
№ 1. Как вы думаете, что произойдёт, если в опыте, изображённом на рисунке 74, вместо груза и лёгкой пружины использовать массивную мягкую пружину?
Если использовать массивную мягкую пружину, то после перерезания нити она также будет находиться в состоянии свободного падения. В этом случае разные части массивной пружины будут притягиваться к Земле, но поскольку вся система падает с одинаковым ускорением, деформация между витками пружины исчезнет, и она перестанет растягиваться под действием собственного веса. Пружина будет падать, сохраняя свою форму, но не будучи растянутой.
№ 2. Как измерить массу тела в условиях невесомости?
В условиях невесомости нельзя использовать весы, работающие на основе силы тяжести или веса тела. Массу можно измерить, используя второй закон Ньютона: нужно приложить к телу известную силу, измерить вызванное ею ускорение и вычислить массу по формуле m = F/a. На космических станциях применяют специальные приборы (например, «массметры»), где тело крепится на пружине и приводится в колебания, период которых зависит от массы.
Вы смотрели: конспект по физике к учебнику 7 класса §28. СВЯЗЬ МЕЖДУ СИЛОИ ТЯЖЕСТИ И МАССОЙ ТЕЛА. ВЕС ТЕЛА. Краткое содержание темы учебника. Ответы на вопросы в конце параграфа. Код материалов: Физика Конспект №28.