Bestežinsko stanje — zašto astronauti lebde?
Težina kao sila na podlogu ili vešanje, ravnoteža Q = N = m·g (ili Q = T = m·g), osećaj težine u liftu i bestežinsko stanje pri slobodnom padu (astronauti).
Video
Pojmovi
- Težina tela
- Težina ($Q$) je sila kojom telo, zbog sile teže, pritiska horizontalnu podlogu ili zateže ono o šta je obešeno (konac, oprugu). Pazi: težina ne deluje na telo — ona deluje na ono što telo drži (sto, konac, oprugu).
- Sile na telo
- Na samo telo deluju: sila Zemljine teže $m \cdot g$ (naniže) i normalna reakcija podloge $N$ (ili sila zatezanja $T$) naviše.
- Ravnoteža
- Sila teže $m \cdot g$ i reakcija podloge $N$ deluju na ISTO telo, pa nisu par akcija–reakcija; kada telo miruje ili se kreće ravnomerno pravolinijski po vertikali, one se poništavaju: $N = m \cdot g$. Težina $Q$ (deluje na podlogu) i reakcija podloge $N$ (deluje na telo) jesu par akcija–reakcija, pa im je intenzitet uvek jednak: $Q = N$. Zato je tada $Q = N = m \cdot g$ (za obešeno telo $Q = T = m \cdot g$).
- Kada sto trpi veću ili manju silu
- Ako ruka odozgo pritiska knjigu na stolu, sto trpi veću silu od težine knjige; ako knjigu malo podigneš, sto trpi manju silu. Ta dodatna sila potiče od ruke, ne od Zemlje.
- Osećaj težine u liftu
- Kada lift kreće naviše ili koči dok ide naniže, jače pritiskaš pod i osećaš se teže. Kada lift kreće naniže ili koči dok ide naviše, pritiskaš slabije i osećaš se lakše. Dok se lift kreće ravnomerno, pritiskaš pod isto kao kada miruje. U liftu koji ubrzava menja se sama težina (sila na pod), a masa ti ostaje ista.
- Bestežinsko stanje
- Kada telo (zajedno sa podlogom) slobodno pada, ono ne pritiska podlogu niti zateže vešanje — njegova težina je nula. To stanje zovemo bestežinsko stanje. Sila teže i dalje deluje — upravo ona izaziva padanje; nula je samo težina. Kratko bestežinsko stanje imaš i dok si u vazduhu posle skoka.
- Astronauti lebde
- Svemirska stanica i astronauti u njoj neprekidno „padaju“ oko Zemlje (kreću se po orbiti). Zemlja ih privlači, ali pošto stalno slobodno padaju, nalaze se u bestežinskom stanju i lebde. Masa im ostaje ista — nestala je samo težina.
Formule
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $Q$ | težina tela | N |
| $N$ | normalna reakcija podloge | N |
| $m$ | masa | kg |
| $g$ | ubrzanje Zemljine teže ≈ 10 | m/s² |
Važi kada telo miruje ili se kreće ravnomerno po vertikali (sile se poništavaju).
Pitanja
Pitanje 1 od 10
1. Šta je težina tela?
2. Na šta deluje težina tela?
3. Koje sile deluju na telo koje miruje na podlozi?
4. Čemu je jednaka težina tela u ravnoteži?
5. Kako se osećaš kad lift naglo krene naviše?
6. Kada se osećaš lakše u liftu?
7. Šta je bestežinsko stanje?
8. Zašto astronauti u stanici lebde?
9. Šta se dešava sa masom astronauta u bestežinskom stanju?
10. Telo slobodno pada zajedno sa podlogom. Kolika mu je težina?
Rešeni zadaci
Telo mase 5 kg miruje na stolu. Kolika je njegova težina? Uzmi g = 10 m/s².
-
$Q = m \cdot g = 5\ \mathrm{kg} \cdot 10\ \mathrm{m/s^2} = 50\ \mathrm{N}$U ravnoteži je Q = m·g.
Kolikom silom sto deluje na telo iz prethodnog primera (reakcija podloge)?
-
$N = Q = 50\ \mathrm{N}$, navišeTreći Njutnov zakon: telo pritiska sto silom Q, a sto telo silom istog intenziteta, suprotnog smera.
Astronaut ima masu 70 kg. Kolika mu je masa i težina u stanici koja slobodno pada oko Zemlje?
-
masa: $m = 70\ \mathrm{kg}$ (ne menja se)Masa je osobina tela.
-
težina: $Q = 0$U bestežinskom stanju telo ništa ne pritiska.
Test
Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.
Telo mase 6 kg miruje na podlozi. Kolika je njegova težina? Uzmi g = 10 m/s².
Lampa mase 6 kg visi mirno o koncu. Kolikom silom zateže konac? Uzmi g = 10 m/s².
Kutija mase 17 kg stoji na podu. Kolikom silom pod deluje na kutiju? Uzmi g = 10 m/s².
Astronaut ima masu 70 kg. Kolika mu je masa u stanici koja kruži oko Zemlje?
Zašto astronauti u svemirskoj stanici lebde?
Bravo, čas je završen!
Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.
Napravi besplatan nalogPohvali se i pozovi drugara:
Sledeći čas: 14. Sile trenja — zašto klizaljke klize, a cipele ne?