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乘坐电梯让你体验什么是失重什么是超重的感觉(乘坐电梯超重和失重)

导语:乘坐电梯,让你体验什么是失重,什么是超重

我们有乘坐电梯的经验,在电梯加速上升时感觉到自己身体变重,加速下降时又感到身体变轻。特别是电梯突然加速,这种感觉更令人感到惊诧。

在这些情况下,我们真的变得比平常更重或更轻吗?如果把一台可以称量体重的称放在电梯里,它能读出电梯加速时你的真实体重吗?

我们现在来做这个试验(设重力加速度为10m/s²)。

假如你的体重为60kg。

我们先来实验电梯加速上升时体重称上显示你体重的读数。

己知该电梯加速上升时的加速度为4m/s²,启动电梯,我们观察体重称的示数为84㎏。哇,竟然增重了这么多!这是怎么回事?

我们用牛顿定律来分析,做好力图是我们成功分析问题的金钥匙。如下图所示:

由牛顿第三定律可知,我们知道你受到的秤的支持力和你对秤的压力大小相等,故秤的读数即为支持力的大小。由力图可知N=F+mg=ma+mg

=60×(4+10)N

=840N

即可知你的体重为840÷10=84kg。

假如电梯以加速度4m/s²迅速下降,我们再观察体重称的读数为36kg。怎么又减少了这么多?我们仍以力图分析如下:

由力图可知:N=mg-ma=360N,即你的体重为360÷10=36kg。

当然,我们知道不论是加速上升的体重84kg,还是加速的体重36kg,都不是你真实的体重60kg。

这里涉及到物理学中的几个概念:分别是视重、超重和失重。现将它们的概念叙述如下:

1视重:物体对水平支持面的压力或者对竖直悬绳的拉力,叫做物体的视重,视重不一定等于物体所受重力,可能比重力大,也可能比重力小,

2超重:当物体存在向上的加速度时,它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力的现象,叫做超重.

3失重:当物体存在向下的加速度时,它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力的现象,叫做失重.

4完全失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,叫做完全失重状态。

我们上述所做的实验,就是超重和失重。但是还有一下几点需要注意:

⑴物体处于超重或失重状态时地球作用于物体的重力始终存在,大小也没有发生变化;

⑵超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向;

①匀减速下降、匀加速上升→ N—G= mu,N=m(g+a)

②匀加速下降、匀减速上升→G—N=ma,N=m(g-a)

⑶在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,例如:

①单摆停摆;

②天平失效;

③浸在水中的物体不再受浮力:

④液柱不再产生压强;

⑤一只有孔且装满水的水桶自由下落,下落过程中水由于完全失重而不会从桶中流出等。

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