Сили тяжіння і вага - питання до екзмену
Сили тяжіння і вага
Згідно із законом всесвітнього тяжіння всі тіла на Землі відчувають силу її тяжіння.
Сила тяжіння тіла -_ето міра його тяжіння до Землі (з урахуванням впливу обертання Землі):
Сипа тяжкості залежить від мас Землі і притягиваемого нею тіла, а також від відстані між ними. Відстань від центру Землі до її поверхні на полюсі менше (6357 км), а на екваторі більше (6378 км), тому сила тяжіння на екваторі на 0,2% менше, ніж на полюсах.
Так як Земля обертається навколо своєї осі, тіла на її поверхні відчувають дію відцентрової сили інерції (фіктивної) в неінерціонной (обертається) системі відліку. Вона найбільше на екваторі і зменшує там силу тяжіння ще на 0,3% (у порівнянні з положенням на полюсах). Тому сила тяжіння дорівнює геометричній сумі сил тяжіння (гравітаційної) і відцентрової (інерційної).
На кожну ланку і на все тіло людини діють сили тяжіння як зовнішні сили, викликані притяганням і обертанням Землі. Рівнодіюча паралельних сил ваги тіла прикладена до його центра ваги.
При впливі голови на шийні хребці взаємодіють голова і хребетний стовп. Таким чином, вага голови щодо всього тіла людини - сила внутрішня, щодо ж хребетного стовпа - зовнішня. Вага, наприклад, штанги, утримуваної людиною, для нього, звичайно, зовнішня сила.
При русі тіла з прискоренням, спрямованим по вертикалі, виникає вертикальна сила інерції. Вона спрямована в бік, протилежний прискоренню. Якщо сила інерції направлена вниз, то вона складається із статичним вагою; сила тиску на опору при цьому збільшується. Якщо ж сила інерції направлена вгору, то вона віднімається з статичної ваги; сила тиску на опору зменшується. В обох випадках змінений вага називають динамічним, він більше або менше статичного. Динамічний вага штанги в руках спортсмена діє на нього ззовні (зовнішня сила). Динамічний вага тулуба при вистрибування вгору діє на ноги всередині тіла (внутрішня сила щодо всього тіла і зовнішня - щодо ніг).
Сили реакції опори
Дія ваги тіла на опору зустрічає протидію, яке називають реакцією опори (або опорної реакцією).
Реакція опори - це міра протидії опори дії на неї тіла, що знаходиться з нею в контакті (в спокої або русі). Вона дорівнює силі дії тіла на опору, спрямована в протилежний бік і прикладена до цього тіла.
Зазвичай людина. перебуваючи на горизонтальній опорі, відчуває протидію своїй вазі. В цьому випадку опорна реакція, як і вага тіла, спрямована перпендикулярно до опори. Це нормальна (або ідеальна) реакція опори. Якщо поверхня не плоска, то опорна реакція перпендикулярна до площини, дотичної до точки опори.
Коли вага статичний, то реакція опори статична; за величиною вона дорівнює статичному вазі. Якщо людина на опорі рухається з прискоренням, спрямованим вгору, то до статичного вазі додається сила інерції і виникає динамічна реакція опори. Реакція опори - сила пасивна (реактивна). Вона не може сама по собі викликати позитивні прискорення. Але без неї - якщо немає опори, а то й від чого відштовхнутися (або ні до чого притянуться) - людина не може активно переміщатися.
Якщо відштовхуватися від горизонтальної опори не прямо вгору, то і сила тиску на опору буде прикладена не під прямим кутом
до її поверхні. Тоді реакція опори також не перпендикулярна до поверхні, її можна розкласти нанормальную і дотичну складові. Коли дотичні поверхні рівні, без виступів, шипів і т. П. (Асфальт, підошва черевика), то дотична складова реакції опори і є сила тертя.
Дотична реакція може бути обумовлена не тільки тертям (як, наприклад, між лижею і снігом), але і іншими взаємодіями (наприклад, шипи бігових туфель, встромила в доріжку).
Рівнодіюча нормального і дотичного складових називається загальною реакцією опори. Вона тільки при вільному нерухомому положенні над опорою (або під опорою) проходить через ЦМ людини. Під час же рухів, відштовхування або амортизації вона зазвичай не проходить через ЦМ, утворюючи відносно нього момент.