Naša váhová sila (P = m.g), vždy smerujúca nadol, pôsobí na kontaktnú plochu tak, aby pôsobila normálna sila (FN) na nás vždy kolmá, zvyčajne pôsobiaca na naše nohy, a v tomto prípade smerujúca k hore. Normálne a váha, pretože pôsobia na rovnaké telo, nie sú dvojicou akcie a reakcie.
Keď vstúpime do výťahu, môžeme podľa jeho pohybu cítiť rôzne vnemy. Pamätajte, že podľa 1. Newtonovho zákona má telo zotrvačnosťou tendenciu udržiavať si svoj stav, či už v pokoji alebo na MRU. A podľa základného princípu dynamiky možno čistú silu (FR) vypočítať pomocou FR = m.a, kde m je hmotnosť tela a a je ním vyvinuté zrýchlenie.
Existuje päť možných prípadov:
- Výťah zastavený alebo hore a dole pri konštantnej rýchlosti (MRU):
V týchto prípadoch sa normálna sila pôsobiaca na naše nohy rovná našej silovej sile, pretože jediné zrýchlenie, ktoré cítime, je gravitácia. Výsledná sila medzi normálom a hmotnosťou je nulová. FR = 0 -> FN = P
-Výťah začínajúci svoj výstupový pohyb:
Ak chcete ísť hore, výťah vytvára silu smerom hore a má pozitívne zrýchlenie smerujúce nahor. Keď je výslednica hore, normálna sila je väčšia ako sila hmotnosti. FN> P -> FR = FN - P
-Výťah ukončujúci svoj výstupový pohyb:
Výťah sa zastaví, spomalí sa a výsledný obrázok smeruje nadol, čo spôsobí jeho zabrzdenie. P> FN -> FR = P - FN
- Výťah začínajúci pohyb zostupu:
Pretože klesá zrýchleným tempom, jeho výslednica smeruje nadol. P> FN -> FR = P - FN
- Výťah ukončujúci pohyb zostupu:
Keď výťah klesá, zastavte ho silou hore. FN> P -> FR = FN - P
Pretože naša sila P je vždy konštantná, stupnica umiestnená na podlahe výťahu by indikovala hodnotu sily FN použitej v každom prípade. Napríklad osoba s hmotnosťou = 60 kg vo výťahu, ktorý ide hore a dole so zrýchlením 3 m / s², má silu P = 600 N (s prihliadnutím na g = 10 m / s²) a stupnica bude ukazovať jeho FN v rozmedzí od 420 N do 780 N. Týmto môžeme vyvrátiť mylnú predstavu, že váha meria našu váhovú silu, meria normálnu silu reakcie na váhu, ktorá sa, ako sme videli, môže líšiť v závislosti od situácie.
Kuriozitou je, že ak výťah klesá so zrýchlením rovným gravitácii (jednoducho spadá pod gravitácia), jeho normálna sila je nulová (FN = 0), takže osoba by plávala v rámci výťah. Rovnaký efekt sa používa v lietadlách s voľným pádom na výcvik pilotov a astronautov, simulujúcich beztiažový stav.
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
Autor: Luciano Calaça
Vyštudoval fyziku
Brazílsky školský tím
Pozrieť viac: Sila
mechanika - Fyzika - Brazílska škola
Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
ALVES, Luciano Calaça. „Fyzika vo výťahu“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-no-elevador.htm. Sprístupnené 27. júna 2021.
