2-3
重力與生活
2-3-1
萬有引力
2-3-2
重量與重力
2-3-3
質量、重量之區別
2-3-4
視重與實重
2-3-5 重心與力之平衡
2-3-6
大氣壓力
2-3-7
人造衛星
2-3-4 視 重與實重
問題:
一公斤的物體,靜止放在地面附近時為一公斤重,若使其自懸崖邊自由落下而不計空氣阻力,則其未落地前之重量,張三說仍然是一公斤重,李四則主張重量為零,請問誰正確?說出你的理由。
ANS:
◎物體受到地心引力之量值為其實重,質量若沒改變,則物體之實重不受運動影響,所以張三所指若為實重,應是正確的判定。
◎物體自由落下期間,若用彈簧秤隨其自由落下來測重量,結果必為零,用彈簧秤測得之重量,稱它為視重,故李四若指的是視重,當然也是正確的答案。
在人造衛星或太空梭裡面,如果在太空人的腳下置一磅秤,則磅秤上的讀數為零,顯示太空人和磅秤之間,沒有力的作用,這稱為失重狀態。
也就是這些人造衛星內的物體若用磅秤秤得的重量均為零,但實質上其所受之地心引力量值,也就是重量(或稱為實重weight)並未消失,這個重量(所受重力)是用來產生加速度,它不會使磅秤變形,因為磅秤和物體朝同方向作相等的等加速度運動,所以磅秤和物體之間沒有接觸力,也就沒有讀數,所以說它失重。
這情形相當於你站在一自由落下的電梯中一樣,失重的原因是電梯下墜的加速度和你是相同的。不同的是人造衛星因有橫向速度做圓周運動而電梯沒有。而這不會影響磅秤讀數。
磅秤上所秤得的讀數往往不是實重,此讀數稱為視重。物體靜止時,視重等於實重;但運動時則可能有:
◎使彈簧秤掛物體加速向上,加速向上時需要施力於彈簧秤,所以彈簧秤形變拉長,其讀數就變大,讀數就是視重,因此造成
視重大於實重的超重現象。
◎使彈簧秤掛物體加速向下,彈簧秤形變縮短,其讀數就變小,造成視重小於實重的失重現象。
問題:
你站在雲霄飛車上面,腳下放一磅秤,何時視重大於實重?何時視重小於實重?