Η δύναμη βάρους μας (P = m.g), πάντα προς τα κάτω, ενεργεί σε μια επιφάνεια επαφής έτσι ώστε να ισχύει για εμάς μια κανονική δύναμη (FN) πάντα κάθετη, συνήθως εφαρμόζεται στα πόδια μας και, στην περίπτωση αυτή, που δείχνει πάνω. Το φυσιολογικό και το βάρος, επειδή δρουν στο ίδιο σώμα, δεν είναι ζεύγος δράσης και αντίδρασης.
Όταν μπαίνουμε σε ασανσέρ, σύμφωνα με την κίνησή του, μπορούμε να νιώσουμε διαφορετικές αισθήσεις. Υπενθυμίζοντας ότι σύμφωνα με τον 1ο Νόμο του Νεύτωνα, το σώμα, από την αδράνεια, τείνει να διατηρεί την κατάστασή του, είτε σε ηρεμία είτε σε MRU. Και σύμφωνα με τη θεμελιώδη αρχή της Δυναμικής, η καθαρή δύναμη (FR) μπορεί να υπολογιστεί με FR = m.a, όπου m είναι η μάζα του σώματος και a είναι η επιτάχυνση που αναπτύσσεται από αυτό.
Υπάρχουν πέντε πιθανές περιπτώσεις:
- Ο ανελκυστήρας σταμάτησε ή πάνω-κάτω με σταθερές ταχύτητες (MRU):
Σε αυτές τις περιπτώσεις, η κανονική δύναμη που εφαρμόζεται στα πόδια μας είναι ίση με τη δύναμη βάρους μας, καθώς η μόνη επιτάχυνση που νιώθουμε είναι η βαρύτητα. Η προκύπτουσα δύναμη μεταξύ κανονικού και βάρους είναι μηδέν. FR = 0 -> FN = Ρ
-Ανελκυστήρας ξεκινώντας την κίνηση ανάβασης:
Για να ανεβείτε, ο ανελκυστήρας κάνει μια ανοδική δύναμη, έχοντας μια θετική επιτάχυνση στραμμένη προς τα πάνω. Καθώς το αποτέλεσμα προκύπτει, η κανονική δύναμη είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη βάρους. FN> P -> FR = FN - P
-Ανελκυστήρας ολοκληρώνοντας την κίνηση ανάβασης:
Για να σταματήσει, ο ανελκυστήρας επιβραδύνεται κάνοντας το προκύπτον στραμμένο προς τα κάτω, προκαλώντας το φρένο. P> FN -> FR = P - FN
-Ανελκυστήρας που ξεκινά την κίνηση κατάβασης:
Δεδομένου ότι κατεβαίνει με επιταχυνόμενο ρυθμό, το αποτέλεσμα είναι στραμμένο προς τα κάτω. P> FN -> FR = P - FN
-Ανελκυστήρας που τερματίζει την κίνηση κατάβασης:
Καθώς ο ανελκυστήρας κατεβαίνει, ασκήστε δύναμη προς τα πάνω για να σταματήσετε. FN> P -> FR = FN - P
Καθώς η δύναμή μας P είναι πάντα σταθερή, μια κλίμακα τοποθετημένη στο δάπεδο του ανελκυστήρα θα υποδεικνύει την τιμή της δύναμης FN που εφαρμόζεται σε κάθε περίπτωση. Για παράδειγμα, ένα άτομο μάζας = 60 kg, σε ανελκυστήρα που ανεβαίνει και κατεβαίνει με επιτάχυνση 3 m / s², έχει δύναμη P = 600 N (λαμβάνοντας υπόψη g = 10 m / s²) και η κλίμακα θα δείξει το FN του που κυμαίνεται από 420 N έως 780 N. Με αυτό μπορούμε να διαψεύσουμε την ψευδή ιδέα ότι η κλίμακα μετρά τη δύναμη βάρους μας, μετρά την κανονική δύναμη αντίδρασης στο βάρος, η οποία, όπως έχουμε δει, μπορεί να ποικίλει ανάλογα με την κατάσταση.
Μια περιέργεια είναι ότι εάν ο ανελκυστήρας κατεβαίνει με επιτάχυνση ίση με τη βαρύτητα (απλά πέφτει κάτω από το βαρύτητα), η κανονική του δύναμη είναι μηδέν (FN = 0), έτσι το άτομο θα επιπλέει μέσα στο ανελκυστήρας. Αυτό το ίδιο αποτέλεσμα χρησιμοποιείται σε αεροπλάνα ελεύθερης πτώσης για την εκπαίδευση πιλότων και αστροναυτών, προσομοιώνοντας την έλλειψη βάρους.
Από τον Luciano Calaça
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας
Δείτε περισσότερα: Δύναμη
Μηχανική - Η φυσικη - Σχολείο της Βραζιλίας
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-no-elevador.htm