Question

весы показывают бабе Клаве 120кг когда она стоит на них в инерциальной системе отчёта. баба Клава мечтает увидеть на весах хотя бы 90 кг. чему должно быть равно вертикальное ускорение лифта, в котором едут весы с бабой Клавой для того, чтобы её мечта хотя бы ненадолго осуществилась? еюкуда должно быть направлено ускорение лифта: вверх или вниз? считайте, что g=10м/с2

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Вес тела (P) равен произведению его массы (m) на ускорение свободного падения (g).

P = mg (1)

Отсюда получаем,

m = P/g (2)

В формулах (1), (2) вес тела надо брать в Ньютонах. 120 кг = 1200 Н

Из формулы (2) следует, что масса бабы Клавы равна 120 кг.

Из формулы (1) получаем:

g = P/m (3)

Желаемый вес составляет 90 кг = 900  Н

Этот вес будет достигнут при

g1 = 900/120 = 7,5 м/сек²

Что бы действующее на б. К. ускорение свободного падения составило 7,5 м/сек² лифт должен падать вниз с ускорением

a = g - g1 = 10 - 7,5 = 2,5 м/сек²

Ускорение лифта должно быть направлено вниз, т.к. вес, который показывают весы, равен силе давления б.К. на весы. Давление на весы равно разнице между действующим ускорением свободного падения и ускорением с которым падает в направлении действия силы тяжести площадка весов.

Answer 2

Чтобы баба Клава увидела на весах хотя бы 90 кг, вертикальное ускорение лифта должно быть равно ускорению свободного падения (g), но направлено вверх. Это обеспечит дополнительную поддержку силы реакции опоры весов, что позволит уменьшить их показания.

Давайте рассчитаем, какое ускорение нужно придать лифту, чтобы баба Клава видела на весах 90 кг.

Пусть масса бабы Клавы составляет M = 120 кг (масса, которую она имеет в инерциальной системе отсчёта), а F_р - сила реакции опоры на весах.

В инерциальной системе отсчёта, второй закон Ньютона для вертикального движения имеет вид: ΣF_y = F_р - M * g = M * a, где ΣF_y - сумма всех сил по вертикальной оси y, a - вертикальное ускорение.

Теперь заметим, что для того, чтобы баба Клава видела на весах 90 кг (обозначим её массу как M_х), сила реакции опоры должна быть равна: F_р = M_х * g.

Подставим это значение обратно в уравнение второго закона Ньютона: M_х * g - M * g = M * a.

Теперь подставим значения: M = 120 кг, M_х = 90 кг и g = 10 м/с^2: 90 кг * 10 м/с^2 - 120 кг * 10 м/с^2 = 120 кг * a.

Решим уравнение относительно a: 900 кг * м/с^2 - 1200 кг * м/с^2 = 120 кг * a, -300 кг * м/с^2 = 120 кг * a, a = -300 кг * м/с^2 / 120 кг, a ≈ -2.5 м/с^2.

Таким образом, для того, чтобы баба Клава видела на весах хотя бы 90 кг, ускорение лифта должно быть примерно равно -2.5 м/с^2 и направлено вверх. Обратите внимание, что минус перед ускорением указывает на то, что ускорение направлено противоположно силе свободного падения, что приводит к уменьшению показаний весов.