Поміркуйте

Що означає слово «вага»? Чи може вага зникнути?

Пригадайте

Що таке сила тяжіння?

Як можна визначати масу тіл зважуванням?

Контактні та безконтактні сили.

Вага тіла

Якщо взяти в долоні будь-яке тіло або тримати нитку, на якій це тіло висить, то ми відчуємо певну силу, із якою тіло діє на нашу руку (мал. 28.1).

Тіло діє на руку внаслідок притягання його до Землі. А сила, із якою тіло діє на руку, є вагою тіла.

Вага тіла — це сила, із якою тіло діє на опору чи підвіс.

Як пов'язана вага тіла із силою Тяжіння?

Досліди та розрахунки свідчать, що вага тіла, яке перебуває в стані спокою, чисельно дорівнює силі тяжіння Землі, яка діє на це тіло.

Саме ця властивість ваги дозволяє визначити масу тіл зважуванням. Тіло, що лежить на чашці ваг, тисне на них із силою, що чисельно дорівнює силі тяжіння. Оскільки сила тяжіння залежить від маси тіла, то на шкалі ваг можна одразу нанести позначення маси (мал. 28.2).

У чому різниця між вагою тіла та силою тяжіння?

У тіла в стані спокою або тіла, що рухається рівномірно прямолінійно, вага чисельно дорівнює силі тяжіння, що діє на тіло з боку Землі. Але ці дві сили відрізняються: сила тяжіння з боку Землі діє на саме тіло, а вага тіла діє на опору чи підвіс (мал. 28.3).

Є ще одна важлива відмінність: сила тяжіння, як ми вже знаємо, є безконтактною силою, а вага тіла належить до контактних сил.

Робота в парах

Дослід 1. Візьміть два однакові аркуші паперу та відпустіть їх одночасно з однакової висоти.

Дослід 2. Повторіть експеримент, але один аркуш зіжмакайте в кульку.

Порівняйте результати дослідів і зробіть висновок.

Коли вага тіла зникає?

На перший погляд, це дуже складне питання, але це не так. Вага — це сила, із якою тіло тисне на опору або розтягує підвіс. Якщо прибрати опору або розрізати нитку, на якій висить тіло, то воно почне падати. Ми часто стикаємося з такими ситуаціями в житті. Під час падіння, коли в тіла немає ані опори, ані підвісу, воно перебуває в невагомості (мал. 28.4).

Невагомість — це стан, коли тіло не має ваги.

Для того, щоб опинитися в стані невагомості, тіло має рухатися лише під дією сили тяжіння.

Спортсмени та спортсменки також часто на мить відчувають невагомість. До речі, ви й самі опинялися в такому стані, коли стрибали у висоту або довжину на уроках фізичної культури.

На Землі забезпечити тривалий рух тіла лише під дією сили тяжіння неможливо. Навіть парашутисти, коли стрибають із літака, не зазнають стану невагомості, оскільки відразу після стрибка на них починає діяти опір повітря (мал. 28.5).

Інша ситуація в космосі. Космічні станції та штучні супутники обертаються навколо Землі і не падають лише тому, що мають достаню швидкість, яка спрямована вздовж поверхні нашої планети. Уявіть, що ви кинули горизонтально камінчик із настільки великою швидкістю, що він, падаючи, повторює кривину Землі і не може до неї потрапити. Так само у космосі рухаються космічні апарти лише під дією сили тяжіння, тому вони перебувають весь час польоту в стані невагомості. Утрачають вагу також астронавти й усе обладнання станцій і супутників (мал. 28.6).

Астронавти й астронавтки на орбіті повністю втрачають вагу. Тому перед польотом у космос вони проходять тривалий курс підготовки, щоби звикнути жити за умов невагомості. Оскільки організм людини не пристосований функціонувати за таких умов, можуть виникнути неприємні відчуття: запаморочення, нудота.

Дізнайтеся

більше

Перший астронавт незалежної України Леонід Каденюк під час свого польоту в космос, що відбувся 1997 року та тривав 16 днів, виконав експерименти з вивчення впливу невагомості на рослини й організм людини.

Дізнайтеся більше

Вага тіл, що рухаються зі змінною за значенням або за напрямком швидкістю, не дорівнює силі тяжіння, що діє на ці тіла.

Збільшення ваги тіл, що рухаються зі змінними швидкостями, використовують у пральних машинах. У режимі «Віджим» барабан обертається з великою швидкістю. Волога білизна також обертається всередині. Її швидкість весь час змінюється за напрямком, і вона тисне із силою на поверхню барабана. Білизні подітися нікуди (стінки барабана втримують речі всередині), а вода стікає між волокнами тканини й виливається назовні через численні маленькі отвори.

Під час віджиму в пральній машині використовується збільшення ваги для того, щоб залишки води швидко вийшли з тканини

Ключова ідея

Вагою тіла називають силу, із якою тіло діє на опору чи підвіс унаслідок притягання тіла до Землі. Вага тіла, що перебуває в стані спокою, чисельно дорівнює силі тяжіння, що діє на тіло з боку Землі. Сила тяжіння з боку Землі діє на саме тіло, а вага тіла діє на опору чи підвіс. Сила тяжіння — безконтактна сила, а вага тіла належить до контактних сил.

Невагомість — це стан, коли тіло не має ваги. Для того, щоб опинитися в стані невагомості, тіло має рухатися лише під дією сили тяжіння.

На Землі стан невагомості на мить виникає під час стрибка.

Космічні станції та штучні супутники обертаються навколо Землі лише під дією сили тяжіння, тому вони, а також астронавти й усе обладнання, перебувають у стані невагомості весь час польоту.

Запитання для повторення й засвоєння

1. Що таке вага тіла?

2. Як пов'язана вага тіла із силою тяжіння?

3. У чому різниця між вагою тіла та силою тяжіння?

4. Що таке невагомість? Коли тіла перебувають у стані невагомості?

5*. Коли тіло кладуть на ваги, покази вимірювального приладу спочатку змінюються, а потім установлюються на певному значенні? Чому покази ваг змінюються?

6*. Чому на каруселі в одні моменти ви відчуваєте збільшення власної ваги, а в інші моменти — зменшення?

Це матеріал з підручника "Природничі науки" 5 клас Рудич 2022