Динамика: сила трения, сила тяжести, вес тела, невесомость, перегрузка: ЕГЭ по физике

Тема охватывает силы в механике: силу тяжести (F = mg), вес тела (сила, с которой тело действует на опору или подвес), силу трения (сухое трение: покоя, скольжения, качения; закон Амонтона — Кулона), а также состояния невесомости и перегрузки. Важно различать силу тяжести и вес, уметь применять…

Что нужно знать

• Сила тяжести: F_тяж = mg, всегда направлена вертикально вниз к центру Земли; действует на тело со стороны Земли.
• Вес тела: P — сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к Земле; приложен к опоре/подвесу, а не к телу.
• В состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения на горизонтальной опоре вес равен силе тяжести: P = mg.
• При движении с ускорением a, направленным вертикально вверх, вес увеличивается: P = m(g + a) — перегрузка.
• При движении с ускорением a, направленным вертикально вниз, вес уменьшается: P = m(g – a); если a = g, наступает невесомость (P = 0).
• Невесомость — состояние, при котором вес тела равен нулю; сила тяжести при этом не исчезает.

Термины и понятия

• Сила тяжести: сила, с которой Земля притягивает тело; F_тяж = mg, направлена вертикально вниз.
• Вес тела: сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к Земле; приложена к опоре или подвесу.
• Невесомость: состояние, при котором вес тела равен нулю (P = 0), при этом сила тяжести действует.
• Перегрузка: состояние, при котором вес тела превышает силу тяжести (P > mg); количественно n = P/(mg).
• Сила нормальной реакции опоры (N): сила упругости, действующая со стороны опоры на тело перпендикулярно поверхности.
• Сила трения покоя: сила, препятствующая возникновению относительного движения; максимальное значение F_тр.пок.max = μN.
• Сила трения скольжения: сила, действующая при относительном скольжении тел; F_тр.ск = μN, направлена против скорости.
• Коэффициент трения (μ): безразмерная величина, характеризующая взаимодействие поверхностей; зависит от материалов и обработки.

Частые ошибки

• Путают силу тяжести и вес: считают, что вес всегда равен mg и приложен к телу; на самом деле вес приложен к опоре или подвесу и может отличаться от mg.
• Ошибочно полагают, что в невесомости исчезает сила тяжести; на самом деле сила тяжести действует, но вес равен нулю.
• При вычислении веса в лифте неправильно выбирают знак ускорения: при ускорении вверх P = m(g + a), вниз — P = m(g – a).
• Считают, что сила нормальной реакции всегда равна mg; не учитывают наклон плоскости и вертикальное ускорение.

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Динамика: сила трения, сила тяжести, вес тела, невесомость, перегрузка» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Кинематика: равномерное прямолинейное движение, скорость, перемещение, путь
• Кинематика: равноускоренное прямолинейное движение, ускорение, графики зависимости кинематических величин от времени
• Кинематика: свободное падение тел, движение тела, брошенного вертикально и под углом к горизонту
• Кинематика: равномерное движение по окружности, линейная и угловая скорость, центростремительное ускорение
• Динамика: законы Ньютона, инерциальные системы отсчёта, принцип относительности Галилея
• Динамика: сила, масса, сложение сил, сила упругости и закон Гука

← Предыдущая тема: Динамика: сила, масса, сложение сил, сила упругости и закон Гука
Следующая тема: Динамика: движение тела по наклонной плоскости и в связке тел, движение по окружности под действием сил

Все темы: ЕГЭ по физике