Мы знаем, что вес тела – это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Почему нельзя путать вес тела с его массой, объяснено в части 4 медиалекции к параграфу § 3-г. Но почему нельзя путать вес тела и силу тяжести? Ведь и то, и другое – это силы, обе измеряются в ньютонах, да и по значению они часто совпадают!
Действительно, общие свойства у веса тела и силы тяжести есть, но есть и отличия. В отличие от веса, сила тяжести – это сила гравитационного происхождения. Любое тело, например гиря, притягивается к Земле, а Земля, в свою очередь, притягивается к этому телу. Никакой подвес или опора на силу тяжести повлиять не может.
Вес тела – сила, похожая на силу упругости. Взгляните на рисунок: под действием веса гири опора под ней (синяя доска) прогнулась, и в ней возникла сила упругости. Похожие явления произошли и с гирей: нижняя её часть тоже прогнулась (незаметно для наших глаз), и в ней тоже возникла сила упругости. Почему? Потому что доска действует на нижнюю часть гири, толкая её вверх, а верхняя часть гири своим весом толкает нижнюю часть вниз. В результате гиря немного сдавливается (под действием веса своих верхних частей). Как следствие, и внутри самой гири, и в месте её касания доски возникает сила упругости, которая действует на доску. Эта сила упругости и является весом.
Опыты показывают, что если тело и его опора (подвес) неподвижны или движутся вместе равномерно и прямолинейно, то по направлению и значению вес тела всегда совпадает с силой тяжести. Но при определённых видах движения тела его вес (то есть сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес), может быть больше или меньше чем сила притяжения тела к Земле, и даже направлен совсем не вниз! (Заметим в скобках, что если на тело будут действовать другие силы, например, притяжение магнитов или архимедова сила при погружении в воду, то вес тела также не будет равен силе тяжести).
Например, чтобы преодолеть притяжение Земли и улететь за пределы атмосферы, космическая ракета должна быстро набрать очень большую скорость (около 8 км/с). Поэтому космонавты, находящиеся в ракете, испытывают существенное увеличение своего веса. Это называют перегрузкой. Она возникает, так как кресла, в которых сидят космонавты, начинают с большим ускорением увлекать космонавтов ввысь, давя на космонавтов снизу вверх. Поэтому во время старта вес космонавтов может более чем в 5 раз превосходить их же вес в состоянии покоя.
Чем опасны перегрузки для людей? В нашем теле много органов, которые давят друг на друга. Например, сердце, желудок, печень, кишечник и другие. При перегрузках вес каждого органа увеличивается, и он давит сильнее на расположенные под ним органы. Если в космическую ракету попадёт нетренированный человек (не прошедший специальной подготовки), то в результате перегрузок могут произойти травмы внутренних органов.
Изменение веса нашего тела не опасно, если перегрузки не становятся слишком большими, и это можно использовать для развлечения. Именно благодаря необычным ощущениям, связанным с изменением веса нашего тела, люди любят качели и аттракцион «американские горки». На нём вес нашего тела не только уменьшается и увеличивается, но может быть направлен влево, вправо и даже вверх (см. фото). Это легко подтвердить, если в момент времени, когда «паровозик» проезжает верхнюю часть «мёртвой петли» попробовать привстать в кресле. Несмотря на то, что мы едем вниз головой, наше тело настолько сильно прижимает к сиденью (а оно в этот момент сверху нас), что нужно быть силачом, чтобы привстать.
Подводя итоги вышесказанному, ещё раз подчеркнём, что вес тела зависит от условий его движения, может увеличиваться и уменьшаться, и быть направленным не только вниз, к центру Земли, но и в другие стороны. Это его важное отличие от силы тяжести.
