قوة وزننا (P = m.g) ، التي تشير دائمًا إلى الأسفل ، تعمل على سطح التلامس بحيث يتم تطبيقها علينا قوة عادية (FN) دائمًا متعامدة ، وعادة ما يتم تطبيقها على أقدامنا ، وفي هذه الحالة ، تشير إلى فوق. طبيعي ووزن ، لأنهما يعملان على نفس الجسم ، ليسا زوج من الفعل ورد الفعل.
عندما ندخل المصعد ، يمكننا أن نشعر بأحاسيس مختلفة حسب حركته. تذكر أنه وفقًا لقانون نيوتن الأول ، يميل الجسم ، بالقصور الذاتي ، إلى الحفاظ على حالته ، سواء في حالة الراحة أو في MRU. ووفقًا للمبدأ الأساسي للديناميكيات ، يمكن حساب القوة الكلية (FR) بواسطة FR = m.a ، حيث m هي كتلة الجسم و a هي التسارع الذي طورته.
هناك خمس حالات محتملة:
- توقف المصعد أو صعوده وهبوطه بسرعات ثابتة (MRU):
في هذه الحالات ، القوة الطبيعية المطبقة على أقدامنا تساوي قوة وزننا ، لأن التسارع الوحيد الذي نشعر به هو الجاذبية. القوة الناتجة بين الوزن الطبيعي والوزن لا شيء. FR = 0 -> FN = P.
-المصعد يبدأ حركة الصعود:
للصعود ، يصنع المصعد قوة تصاعدية ، مع وجود تسارع موجب متجه لأعلى. عندما يكون الناتج أعلى ، تكون القوة الطبيعية أكبر من قوة الوزن. FN> P -> FR = FN - P.
- المصعد ينهي حركته الصعودية:
للتوقف ، يتباطأ المصعد مما يجعل الناتج متجهًا لأسفل ، مما يؤدي إلى الفرامل. P> FN -> FR = P - FN
-المصعد يبدأ حركة النزول:
نظرًا لأنه ينخفض بمعدل متسارع ، فإن ناتجه يتجه نحو الأسفل. P> FN -> FR = P - FN
-مصعد ينهي حركة النزول:
أثناء نزول المصعد ، استخدم قوة صاعدة للتوقف. FN> P -> FR = FN - P.
نظرًا لأن قوتنا P ثابتة دائمًا ، فإن المقياس الموضوع على أرضية المصعد يشير إلى قيمة القوة FN المطبقة في كل حالة. كمثال ، شخص كتلته = 60 كجم ، في مصعد يرتفع وينخفض بسرعة 3 م / ث² ، لها قوة P = 600 N (مع الأخذ في الاعتبار أن g = 10 m / s²) وسيشير المقياس إلى أن FN يتراوح من 420 N إلى 780 N. بهذا يمكننا دحض الفكرة الخاطئة بأن الميزان يقيس قوة وزننا ، ويقيس القوة الطبيعية لرد الفعل على الوزن ، والتي ، كما رأينا ، يمكن أن تختلف تبعًا للموقف.
الغريب أنه إذا نزل المصعد بعجلة مساوية للجاذبية (فإنه ببساطة يقع تحت الجاذبية) ، فإن قوتها الطبيعية هي صفر (FN = 0) ، لذلك فإن الشخص سوف يطفو داخل مصعد. يستخدم هذا التأثير نفسه في طائرات السقوط الحر لتدريب الطيارين ورواد الفضاء ، ومحاكاة انعدام الوزن.
بقلم لوسيانو كالاتا
تخرج في الفيزياء
فريق مدرسة البرازيل
شاهد المزيد: الخضوع ل
علم الميكانيكا - الفيزياء - مدرسة البرازيل
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-no-elevador.htm