We know that the weightweightweight of the body - Q on the Earth can be determined with the body massmassmass - m and the value of acceleration due to on the surface of the Earth (which is called the Earth acceleration), using the formula:
The weight unit is newton [N], the mass m unit is kilogram [kg], the acceleration due to gravityacceleration due to gravityacceleration due to gravity g unit is [], therefore:
Because the value of acceleration due to gravity is different on every planet, the weight of the body should be different on different planets as well.
Note: The g value is specific for each planet.
Conclusion:
Spring scales never measure weight directly.
The scale measures the normal force which acts on the weighing pan. This force is called the weight of the body.
Using the data in the slide show, calculate your body weight on different planets. Put the calculated weight in the correct order from the smallest to the largest.
Task 3
How the normal force of the body on the weighing pan would change, if the scales fell down with acceleration a increasing from a = 0 to a = 10 .
It will be easier to find the answer after doing the task below.
Calculate the value of the force exerted by the body with mass m placed on a weighting pan, which falls with the acceleration a.
The value of the body normal force on the ground can be calculated from the formula:
Assume that the acceleration g = 10 .
Using the above formula, complete the tables (with natural numbers).
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
Task 4
Answer the questions:
1. For what value a weightlessness appears (the state in which the normal force is equal to 0)?
2. Does the occurrence of the state of weightless (i.e. when the normal force N is equal to zero) depend on the weight of the body which is weighted?
Conclusion:
1. The state of weightlessnessweightlessnessweightlessness does not depend on the massmassmass of the body.
2. The state of weightlessness is the state in which the normal force of the body N on the ground equals zero.
3. The state of weightlessness is obtained during a free fallfree fallfree fall, i.e. when the body falls with acceleration a which is the same as the acceleration due to gravity g.
Task 5
Answer the question, is an apple which is falling down from a tree in the state of weightlessness.
Answer:
An apple falling down from a tree is in the state of weightlessness because it is falling down towards the surface of the Earth with acceleration a = g.
Task 6
Answer the question, why are the astronauts in a spaceship which is falling down freely towards the Earth (before opening parachutes) in the state of weightlessnessweightlessnessweightlessness.
Answer:
The astronauts in a spaceship which is falling down freely towards the Earth are in the state of weightlessness because they are falling down with an acceleration equal to g. In this situation, there is no force (normal force) exerted by the astronaut on the floor of the spacecraft.
Odpowiedz na pytanie, dlaczego astronauci w spadającym swobodnie na Ziemię statku kosmicznym (przed rozwinięciem spadochronów hamujących) są w stanie nieważkości.
m4a8b2e8047d45189_1528449000663_0
Ciężar i nieważkość
m4a8b2e8047d45189_1528449084556_0
Trzeci, poziom rozszerzony
m4a8b2e8047d45189_1528449076687_0
IV. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:
8) opisuje stan nieważkości i stan przeciążenia oraz podaje warunki i przykłady jego występowania.
m4a8b2e8047d45189_1528449068082_0
45 minut
m4a8b2e8047d45189_1528449523725_0
Zapoznanie się z pojęciem nieważkości.
m4a8b2e8047d45189_1528449552113_0
1. Rozpoznawanie stanu nieważkości ciała.
2. Określanie warunków stanu nieważkości.
m4a8b2e8047d45189_1528450430307_0
Uczeń:
- rozpoznaje stan nieważkości.
m4a8b2e8047d45189_1528449534267_0
1. Uczenie się przez obserwację.
2. Pogadanka przedstawiająca nowe wiadomości.
m4a8b2e8047d45189_1528449514617_0
1. Praca samodzielna i grupowa podczas rozwiązywania zadań problemowych.
2. Formułowanie problemów i pomysłów ich rozwiązywania.
m4a8b2e8047d45189_1528450127855_0
Polecenie 1
Obejrzyj pokaz slajdów „Ciężar ciała”.
[Slideshow]
Wiemy, że ciężar ciała Q na Ziemi można wyznaczyć znając masę ciała, m oraz wartość przyspieszenia grawitacyjnego na powierzchni Ziemi zwanego przyspieszeniam ziemskim, g stosując wzór:
Jednostką ciężaru jest niuton [N], masy - kilogr am [kg], natomiast przyspieszenia ziemskiego [], zatem:
Ponieważ na każdej planecie wartość przyspieszenia grawitacyjnego jest inna to ciężar ciała powinien być różny na różnych planetach.
Uwaga: Wartość g jest charakterystyczna dla każdej planety.
Wniosek:
Waga sprężynowa nigdy nie mierzy bezpośrednio masy ciała.
Waga mierzy siłę nacisku wywieraną na szalkę wagi. Siła ta nazywana jest ciężarem ciała.
m4a8b2e8047d45189_1528446435040_0
Polecenie 2
Wykorzystując dane umieszczone w pokazie slajdów oblicz swój ciężar ciała na różnych planetach. Uszereguj obliczony ciężar od najmniejszego do największego.
Polecenie 3
Jak na Ziemi zmieniłby się nacisk ciała na szalkę wagi gdyby waga spadała w dół z przyspieszeniem a rosnącym od a = 0 do a = 10 .
Dla uzyskania wskazówki w tym zakresie wykonaj poniższe polecenie. Obliczysz wartość siły nacisku wywieraną przez ciało o masie m umieszczone na wadze sprężynowej, która spada z przyspieszeniem a.
Wartość siły nacisku ciała na podłoże można wyliczyć ze wzoru:
Załóż, że przyspieszenie ziemskie jest równe 10 .
Korzystając z powyższego wzoru uzupełnij tabelę:
[Tabela 1]
[Tabela 2]
[Tabela 3]
Polecenie 4
Odpowiedz na pytania:
1. Dla jakiej wartości a pojawia się nieważkość.
2. Czy pojawienie się stanu nieważkości (to jest gdy siła nacisku N, jest równa zero) zależy od masy ważonego ciała?
Wniosek:
1. Stan nieważkości ciała nie zależy od jego masy,
2. Stan nieważkości to jest stan w którym nacisk N ciała na podłoże jest równy zero.
3. Stan nieważkości uzyskuje się w trakcie swobodnego spadku, to jest wtedy, gdy ciało spada z przyspieszeniem a takim samym jak wartość przyspieszenia ziemskiego czyli g.
Polecenie 5
Na podstawie apletu „nieważkość” zaobserwuj i zapisz w tabeli jak zmienia się siła nacisku ciała o masie 10 kg dla przyspieszenia a.
[Tabela 1]
Polecenie 5
Odpowiedz na pytanie, czy jabłko spadając z drzewa jest w stanie nieważkości.
Odpowiedź:
Jabłko spadając z drzewa jest w stanie nieważkości ponieważ spada na powierzchnię Ziemi z przyspieszeniem a = g.
Polecenie 6
Odpowiedz na pytanie, dlaczego astronauci w spadającym swobodnie na Ziemię statku kosmicznym (przed rozwinięciem spadochronów hamujących) są w stanie nieważkości.
Odpowiedź:
Astronauci w spadającym swobodnie na ziemię statku kosmicznym są w stanie nieważkości ponieważ spadają z przyspieszeniem równym g. W takiej sytuacji nie ma nacisku astronauty na podłogę statku kosmicznego.
m4a8b2e8047d45189_1528450119332_0
1. Pojawienie się stanu nieważkości nie zależy od masy ciała będącego w tym stanie.
2. Stan nieważkości w pobliżu Ziemi pojawia się w chwili, gdy przyspieszenie spadającego ciała wynosi g.
3. Stan nieważkości pojawia się wtedy, gdy siła nacisku ciała na podłoże jest równa zero.
4. Podczas spadku ciała z przyspieszeniem a, mniejszym niż grawitacyjne g, siła nacisku N ulega zmniejszeniu.