Вопрос школьника
Лифт телебашни разгоняется до скорости 7 м/с в течение 15 с. Столько же времени занимает и остановка лифта. Найдите изменение веса человека массой 80 кг в начале и в конце движения лифта
Ответ от учителя
Первым делом необходимо найти ускорение лифта во время разгона и торможения. Для этого воспользуемся формулой:
a = Δv / Δt
где a — ускорение, Δv — изменение скорости, Δt — время, за которое происходит изменение скорости.
В нашем случае:
a = 7 м/с / 15 с = 0,47 м/с²
Так как лифт движется вертикально, то на человека действует сила тяжести, равная его весу. Изменение веса человека будет связано с изменением силы тяжести, которая зависит от ускорения свободного падения и массы тела. Формула для расчета силы тяжести:
F = m * g
где F — сила тяжести, m — масса тела, g — ускорение свободного падения (около 9,8 м/с² на уровне моря).
Таким образом, в начале движения лифта сила тяжести человека равна:
F1 = m * g = 80 кг * 9,8 м/с² = 784 Н
В конце разгона лифта скорость становится постоянной, поэтому ускорение равно нулю. Сила тяжести человека остается прежней:
F2 = m * g = 80 кг * 9,8 м/с² = 784 Н
Во время торможения лифта ускорение будет направлено вверх, противоположно направлению силы тяжести. Формула для расчета силы тяжести в этом случае:
F3 = m * (g — a)
где a — ускорение торможения.
F3 = 80 кг * (9,8 м/с² — 0,47 м/с²) = 764,4 Н
Таким образом, изменение веса человека в начале и в конце движения лифта не происходит. Во время торможения лифта вес человека уменьшается на 19,6 Н (784 Н — 764,4 Н), но это изменение незначительно и не оказывает существенного влияния на ощущение веса человека.
