W domu, ważąc się, pewien człowiek odczytał , że ma masę 60 kg.
Gdy zważył się w poruszającej się windzie, ta sama waga wskazała
40 kg. Jak porusza się winda (w górę, czy w dół)? Oblicz przyśpieszenie
windy.


Odpowiedź :

Waga wskazuje zawsze nacisk na podłoże.

W układzie inercjalnym

z I zasady dynamiki wynika, że skoro waga i człowiek spoczywają to siła ciężkości równa jest naciskowi

[tex]R=mg[/tex]

natomiast z III zasady dynamiki nacisk jest równy reakcji

[tex]N=R\\N=mg[/tex]

w ten sposób udowodniłem, że waga wskazuje prawdziwy ciężar, a zatem także prawidłową masę

Natomiast w poruszającej się windzie nie jest spełniona I zasada dynamiki, lecz obowiązuje II

[tex]ma=R_1-mg\\R_1=m(a+g)[/tex]

III zasada obowiązuje zawsze

[tex]N_1=R_1=m(a+g)[/tex]

Różnica obydwu wskazań

[tex]N_1-N=ma\\a=\frac{N_1-N}{m}\\a=\frac{40kg-60kg}{60kg}\cdot9.81m/s^2=-3.27m/s^2[/tex]

minus oznacza w tym wypadku, że przyspieszenie jest skierowane w dół (winda rozpędza się jadąc w dół, lub hamuje jadąc w górę).

pozdrawiam