Naše váhová síla (P = m.g), vždy směřující dolů, působí na kontaktní plochu tak, aby působila na nás normální síla (FN) vždy kolmá, obvykle působící na naše nohy, a v tomto případě směřující k nahoru. Normální a váha, protože působí na stejné tělo, nejsou dvojicí akce a reakce.
Když vstoupíme do výtahu, můžeme podle jeho pohybu cítit různé pocity. Pamatujeme si, že podle 1. Newtonova zákona má tělo setrvačností tendenci udržovat svůj stav, ať už v klidu nebo MRU. A podle základního principu dynamiky lze čistou sílu (FR) vypočítat pomocí FR = m.a, kde m je hmotnost těla a a je zrychlení, které vyvine.
Existuje pět možných případů:
- Výtah zastaven nebo nahoru a dolů při konstantních rychlostech (MRU):
V těchto případech se normální síla působící na naše nohy rovná naší váhové síle, protože jediné zrychlení, které cítíme, je gravitace. Výsledná síla mezi normálem a hmotností je nulová. FR = 0 -> FN = P
-Výtah zahajující svůj výstupový pohyb:
Chcete-li jít nahoru, výtah vyvíjí sílu nahoru a má pozitivní zrychlení směřující nahoru. Jakmile je výslednice vzhůru, je normální síla větší než síla hmotnosti. FN> P -> FR = FN - P
-Výtah dokončující svůj výstupový pohyb:
Chcete-li zastavit, výtah zpomalí, čímž výsledný obraz směřuje dolů, což způsobí jeho zabrzdění. P> FN -> FR = P - FN
-Výtah spouštějící pohyb sestupu:
Protože klesá zrychleným tempem, jeho výslednice směřuje dolů. P> FN -> FR = P - FN
-Výtah ukončující pohyb sestupu:
Při zvedání výtahu zastavte silou vzhůru. FN> P -> FR = FN - P
Protože naše síla P je vždy konstantní, stupnice umístěná na podlaze výtahu by indikovala hodnotu síly FN aplikované v každém případě. Jako příklad lze uvést osobu s hmotností = 60 kg ve výtahu, který vede nahoru a dolů se zrychlením 3 m / s², má sílu P = 600 N (s ohledem na g = 10 m / s²) a stupnice bude indikovat jeho FN v rozsahu od 420 N do 780 N. Tímto můžeme vyvrátit mylnou představu, že váha měří naši váhovou sílu, měří normální sílu reakce na váhu, která, jak jsme viděli, se může lišit v závislosti na situaci.
Kuriozitou je, že pokud výtah klesá se zrychlením rovným gravitaci (jednoduše spadne pod gravitace), jeho normální síla je nulová (FN = 0), takže osoba by plavala uvnitř výtah. Stejný efekt se používá v letadlech pro volný pád pro výcvik pilotů a astronautů, simulujících beztížnost.
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
autor: Luciano Calaça
Vystudoval fyziku
Brazílie školní tým
Vidět víc: Síla
mechanika - Fyzika - Brazilská škola
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
ALVES, Luciano Calaça. „Fyzika ve výtahu“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-no-elevador.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.
