Ускорение свободного падения. Вес тела

Физический смысл вектора  в последнем уравнении - это ускорение свободно   падающего тела при условии, что его скорость в рассматриваемый момент времени равна нулю . Ускорение свободного падения можно представить как:

, где . (9.19)

 Весом тела называется приложенная к нему сила , равная силе, с которой это тело действует на подставку (или на подвес). Для случая тела, неподвижного относительно поверхности Земли имеем ; , кроме того, согласно  закона Ньютона, сила действия подставки на тело равна: . Тогда уравнение относительного движения тела в гравитационном поле Земли будет иметь вид: . Из последнего уравнения получаем:

. (9.20)

Мерой инертности твердого тела при вращательном движении является момент инерции

  Следовательно, вес тела есть геометрическая сумма силы гравитационного притяжения Земли  и центробежной силы инерции . По направлению этой суммы проходит отвес. Следовательно, появление различий (угол  - см. Рис. 9.2) в направлениях  и  обусловлено центробежной силой инерции. Кроме того, Земля сплюснута вдоль оси вращения, что тоже влияет на отклонение линии отвеса от направления к центру Земли. Угол  меняется от нуля (для широты  - экватор и для широты  - географический полюс) до   (для широты ). В силу того, что Земля имеет форму геоида, радиус Земли (в нашем случае – расстояние от точки на поверхности Земли, где находится тело, до центра масс Земли) зависит от широты: на экваторе ; на географическом полюсе . В итоге и ускорение свободного падения  меняется с широтой в пределах от   на экваторе до  на географических полюсах. Значение  принято в качестве нормального (стандартного) значения.

 Если на какое-либо тело действует сила инерции, то не существует противодействующей силы, приложенной к другому телу. Движение тел под действием сил инерции, таким образом, аналогично движению во внешних полях. Силы инерции всегда являются внешними по отношению к любой движущейся системе тел. Законы же сохранения (энергии, импульса, момента импульса) формулируются для замкнутых систем. Т.е. в обычном смысле нельзя использовать законы сохранения в НСО. Однако можно включить силы инерции в число сил системы и считать такую систему замкнутой. При этом необходимо учитывать работу, потенциальную энергию и момент импульса сил инерции.

 Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, передает тепло, полученное от холодильника с водой нагревателю с водой. При использовании данной установки как тепловой машины, работающей по прямому циклу Карно, количеству тепла , получаемого от нагревателя за время , соответствует количество тепла , передаваемого за то же время холодильнику. Определить полезную мощность  тепловой машины и массу  воды, которую необходимо заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар воду массой  в нагревателе. Удельная теплота плавления льда . Удельная теплота парообразования для воды .
На главную