Урок 63. Перегрузка. Вес тела на полюсе и на экваторе

• Опора ускоряется вниз, что приводит к уменьшению веса тела.  

• В состоянии свободного падения тело находится в невесомости.  

• Рассмотрим случай, когда опора ускоряется вверх.  

• Опора ускоряется вверх, что вызывает увеличение веса тела.  

• Вес тела становится больше силы тяжести.  

• Состояние, когда вес больше силы тяжести, называется перегрузкой.  

• Вводится величина кратности перегрузки, показывающая, во сколько раз вес больше силы тяжести.  

• Кратность перегрузки обозначается буквой "к".  

• В случае перегрузки "к" больше единицы.  

• Перегрузка может привести к травмам и обескровливанию мозга.  

• В космонавтике и авиации перегрузки могут достигать больших значений.  

• В авиасимуляторах перегрузки могут вызывать "розовую вуаль".  

• В гражданской авиации перегрузки не превышают двух.  

• При прыжках с большой высоты можно испытать большие перегрузки.  

• Важно мягко приземляться для уменьшения перегрузок.  

• Демонстрация, что вес тела может быть больше силы тяжести.  

• Динамометр показывает силу, действующую на опору, вес тела.  

• Вес может отклоняться от вертикали, несмотря на направление силы тяжести.  

• На полюсе тело неподвижно и вес равен силе тяжести.  

• На экваторе тело движется с ускорением, что уменьшает вес.  

• Тела на экваторе легче из-за ускорения, несмотря на одинаковую массу.  

• Вес тела на экваторе можно рассчитать по формуле, учитывающей ускорение и радиус Земли.  

• Ускорение на экваторе равно 4π²/T²R, где T - период вращения Земли, а R - её радиус.  

• Формула для веса тела на экваторе: P = m·g - 4π²/T²R.  

• Вращение Земли не ощущается жителями экваториальных областей.  

• Маятник Фуко доказывает вращение Земли, показывая, что плоскость колебаний сохраняется.  

• Вес тела можно вычислять по формуле P = m·g, если не учитывать вращение Земли.  

• На экваторе ускорение свободного падения меньше из-за вращения Земли.  

• Формула для кажущегося ускорения: g' = g - 4π²/T²R.  

• Ускорение свободного падения на экваторе составляет 9.78 м/с², что на 0.034 м/с² меньше, чем на полюсе.  

• Экспериментальные данные показывают, что ускорение свободного падения на экваторе составляет 9.832 м/с², а на полюсе - 9.780 м/с².  

• Разница между экватором и полюсом составляет 0.052 м/с², что в полтора раза больше расчётного значения.  

• Это объясняется несферичностью Земли и её вращением.  

• Земля имеет форму геоида, который можно представить как эллипсоид вращения.  

• Ускорение свободного падения зависит от высоты и широты наблюдателя.  

• Взвешивание тел можно проводить с помощью пружинных или рычажных весов.  

• Задача: во сколько раз нужно увеличить скорость вращения Земли, чтобы вес тела на экваторе был вдвое меньше, чем на полюсе?  

• Решение: нужно увеличить скорость вращения Земли в 2 раза, чтобы вес тела на экваторе стал вдвое меньше.  

• Земля вращается с периодом Т.  

• Вес тела, движущегося с ускорением, равен произведению массы на ускорение свободного падения минус ускорение.  

• При нормальной скорости вес на экваторе и полюсе почти совпадает.  

• При нормальной скорости ускорение равно половине ускорения свободного падения.  

• Центростремительное ускорение можно рассчитать по формуле: а = омега^2R.  

• Угловая скорость равна 2π/Т.  

• Ускорение разогнанной Земли: а = 4π^2/Т^2R.  

• Подставляем значения в уравнение: 4π^2/Т^2R = g/2.  

• Выражаем Т: Т = 2π√2R/g.  

• Находим отношение нормального периода Т к фантастическому Т'.  

• Т' = Т / 2π√2R.  

• Вычисляем: Т' = 24/6 = 4 часа.  

• Если Земля будет делать один оборот за 12 часов, тела на экваторе будут весить вдвое меньше, чем на полюсе.