Логин:   Пароль:  

Соцсети





Сила, с которой тело, находящееся под действием силы тяжести, действует на подставку или подвес, называется весом тела. В частности, если тело подвешено к динамометру, то оно действует на динамометр с силой своего веса.
Автор:
Написал: Amro Дата: 23-Мар-2010
Сила, с которой тело, находящееся под действием силы тяжести, действует на подставку или подвес, называется весом тела. В частности, если тело подвешено к динамометру, то оно действует на динамометр с силой своего веса. По третьему закону Ньютона динамометр действует на тело с такой же силой. Если при этом динамометр и подвешенное к нему тело покоятся относительно Земли, то, значит, сумма сил, действующих на тело, равна нулю, так что вес тела равен силе притяжения тела Землей. Таким образом, подвешивая тело к динамометру, мы можем определить вес тела и равную ему силу притяжения тела Землей. Поэтому динамометры нередко называют пружинными весами.

Сила веса возникает в результате притяжения Земли, но по величине может отличаться от силы притяжения Земли. Прежде всего, это может быть в тех случаях, когда кроме Земли и подвеса на данное тело действуют какие-либо другие тела. Так, если тело, подвешенное к весам, погружено в воду, то оно будет действовать на подвес со значительно меньшей силой, чем сила притяжения Земли. Эти случаи будут рассмотрены позднее (см. далее, гл. VII), а сейчас рассмотрим, почему необходимо, как только что было оговорено, чтобы весы и взвешиваемое тело покоились относительно Земли.

Подвесим гирю к динамометру и отметим его показание, пока динамометр и гиря покоятся; затем опустим быстро руку с динамометром и гирей и снова остановим руку. Мы увидим, что в начале движения, когда ускорение динамометра и гири направлено вниз, показание динамометра меньше, а в конце движения, когда ускорение динамометра и гири направлено вверх, больше, чем при неподвижном динамометре (рис. 76). Объяснение этому дает второй закон Ньютона. Если гиря, подвешенная к динамометру остается в покое, значит, сила упругости пружины динамометра, направленная вверх, уравновешивает силу тяжести, направленную вниз, так что сила веса по величине равна силе тяжести. Но если гиря движется с ускорением, направленным вниз, это значит, что пружина динамометра действует с меньшей силой, чем требуется для рановесия, т. е. меньшей чем сила тяжести; поэтому вес гири оказывается меньшим, чем при покоящихся динамометре и гире. Наоборот, если тело движется с ускорением, направленным вверх, это значит, что пружина динамометра действует на гирю с силой большей, чем сила тяжести; поэтому вес гири будет больше, чем при покоящихся динамометре и гире.


Рис. 76. Вес гири в начале опускания руки (б) меньше, а в момент остановки (в) больше, чем вес при неподвижном динамометре (а). Стрелки показывают направления ускорений.

Таким образом, хотя сила тяжести не зависит от того, обладают ли весы и взвешиваемое тело ускорением относительно Земли, но вес тела оказывается зависящим от ускорения тела и весов. Поэтому при взвешивании на весах всегда необходимо учитывать, покоятся весы и взвешиваемое тело или имеют ускорение.

Хотя для покоящегося тела сила веса равна силе тяжести, эти две силы нужно четко различать: сила тяжести приложена к самому телу, притягиваемому Землей, а сила веса тела — к подвесу (или подставке). Правда, в тех случаях, когда эти силы равны и нас интересует только величина силы, а не то, к какому телу она приложена, смешение понятий «сила тяжести» и «сила веса» не приводит к ошибкам. Поэтому в указанных случаях (и только в них) можно вместо терминов «сила тяжести» или «сила притяжения тела Землей» применять термин «вес тела».


Рис. 77. Сравнение веса тела и веса гирь-эталонов на рычажных весах.

Кроме взвешивания тела на пружинных весах можно применить другой способ взвешивания. Он состоит в непосредственном сравнении веса гирь, принимаемых нами за эталоны, и веса тела на равноплечем рычаге (рычажные весы, рис. 77). Равноплечий рычаг оказывается в равновесии, если на оба конца его действуют одинаковые силы. Поэтому, если к концам равноплечего рычага подвесить с одной стороны измеряемое тело, а с другой—гири-эталоны, подобранные так, чтобы рычаг был в равновесии, то вес измеряемого тела будет равен суммарному весу всех гирь.

Рычажные весы позволяют взвешивать тела с гораздо большей точностью, чем обычные пружинные весы. Наиболее точные рычажные весы позволяют производить взвешивание тел с точностью до 10-8 измеряемой величины.

Широко распространены также весы с неравноплечим рычагом (например, десятичные весы). Вес тела равен весу гирь, уравновешивающих его на этих весах, умноженному на отношение плеч рычага (у десятичных весов — на 10). На таких весах можно взвешивать большие грузы при помощи относительно малых гирь.

Упражнения. 52.1. Станьте на площадку десятичных весов и уравновесьте свой вес гирями. Затем быстро присядьте на корточки. Объясните происходящие при этом изменения показаний весов.

52.2. Будет ли изменяться показание динамометра с подвешенной гирей, если двигать руку с динамометром равномерно вниз?


Комментарии: (0) Рейтинг:
Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.039 секунды