支持力向下算超重吗
『壹』 超重与失重的公式
公式:
F = m(g - a )(1)
其中的F 是广义惯性力(包括重力,不是外力性质的引力,是物体本身对外力的反作用力);m是物体的质量(不分什么惯性质量与引力质量);g是物体的外部的引力场强度(在地球表面上的引力场强度的数值是10);a是物体的加速度。如果公式(1)其中的g = 0,其物理意义就是物体的外部空间背景就是牛顿的背景空间。所以,(1)式就成为:
F = - ma(2)
这就是物体的惯性力。其中的负号是说明对外力的反作用力(去掉负号就是牛顿的第二定律)。如果此公式(1)公理性质的公式,是从此公式(2)来说,已经在说明(证明)牛顿第二定律仅是在牛顿的背景空间里(惯性系)的公式(有效),如果物体的在此背景空间里是加速系为参考系,就得变换回到“惯性系”来运用牛顿第二定律的原则。因为加速系也是由“惯性系”为参考系来确定的。
注:公式(1)是很实用的公式(是矢量公式)。特别是在计算“超重与失重”的情况,直接把数据带入,就可以计算了,而犯不上用教材的理解来复杂地分析什么“视在重力或什么等效重力”的多余的思维的环节了。尤其是在具体地运用时,得随时注意其中的运算的正负号,因为是代表的矢量。比如,如果公式(1)里的g与a是同方向,是表示物体的加速度的方向是向地面。但是,如果a>g,就表示是超重了,但是“超重力”的方向是与我们通常的重力方向相反。就是说,你是用的外力是向地心方向,而广义的惯性力---超重力的方向是向上。如此的举例,可以举一反三地处理其他的情况。
公式(1)里的F、g、a,都是矢量,在此公式里,它们的方向是同方向的,是在一条“直线”上。如果其中的一个矢量前面的符号相反了,就是表示方向相反了。在中学里,一般是计算地面上的问题,所以此公式的矢量一般是垂直方向,而且其中是矢量是指向地面的。(g = 10)
例题:如果物体的向下的加速度是20m/ss,质量是5kg。求物体的超重的重力。
解:
把数据带入公式(1)得;
F = 5(g - 20)= 5(10 - 20) = - 50牛顿。
其中的”负号“就是重力方向是向上的。
例题⒉如果物体的向上的加速度是5m/ss,质量是5kg。求物体的超重的重力。
解:把数据带入(1)式的得:
F = 5(10 + 5)= 75牛顿。
说明:其中的因为加速度是向上的,所以是 - a,带入公式里后,与前面的符号负负为正。
『贰』 只要有向上加速度就是超重只要有向下加速度就是失重
我举个电梯的例子吧。
电梯匀速运动,不管是上升还是下降,支持力大小均与物体重力相等。
电梯加速向上运动(或减速向下运动),电梯和人的加速度方向均向上。对于人,加速度向上,则合外力向上。所以支持力就要大于重力,才能提供这个合外力。这就是超重。
电梯加速向下(或减速向上),加速度向下,合外力向下,所以支持力必须小于重力才能提供这个向下的合外力。这就是失重。
简单地说,把支持力大于重力定义为超重,此时合外力=支持力-重力,方向向上。合外力方向向上,所以加速度方向向上。
支持力小于重力时定义为失重。此时合外力向下,所以加速度也向下。
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没错,这就是超重和失重的定义,课本里应该也有说的吧。
『叁』 如何判断超重与失重的问题还有摩擦力
超重和失重看加速度向下还是向上就可以判断了,电梯加速向上运动(或减速向下运动),电梯和人的加速度方向均向上。对于人,加速度向上,则合外力向上。所以支持力就要大于重力,才能提供这个合外力。这就是超重。电梯加速向下(或减速向上),加速度向下,合外力向下,所以支持力必须小于重力才能提供这个向下的合外力。这就是失重。把支持力大于重力定义为超重,此时合外力=支持力-重力,方向向上。合外力方向向上,所以加速度方向向上。
『肆』 超重和失重怎么区分加速度怎样
超重和失重,就是在地球环境中,受到外力,导致重力加速度不等于g。
最经典的情境,在体重秤上面做蹲起运动。
当我们在体重秤上向下蹲,身体产生向下的加速度,此时我们就处于超重状态,重力加速度大于g,体重秤的数值也会高于我们的实际体重。
而我们从蹲着的状态向上起身,身体就会产生向上的加速度,这个加速度会抵消地球对我们的引力,重力加速度小于g,产生失重,体重秤数值也会降低。
这是牛顿经典力学,从上学时期就一直教育我们的事实。
超重与失重,都是以地球引力为参考
如今超重和失重,更接近一种感受类的词语。
当我们坐过山车、玩其他游乐设施,身体感觉变重,就知道现在是超重状态,感觉身体飘飘然,就是失重状态。
而这些感觉,都是以地球给予我们的重力加速度为参考,也就是F=mg。
这就产生了一个疑问。
人类在地球上,失重和超重以地球重力加速度为标准,那么人类离开地球,进入其他星球,失重和超重的概念会不会产生改变。
目前来看,只要地球是我们的家园,人类就算走到月球上,也会说:“我现在失重啦!”
如果人类永远离开地球,失重和超重还有意义吗?
在物理学中,失重和超重并非一个常用的词,除了在高中牛顿经典力学的时候使用,后面基本用不到这两个词。
就是因为这两个词局限性太大,只在地球上适用。外星人的失重和超重标准,也许完全不同。
我们放远看向未来,如果地球资源枯竭,人类到了其他星球或者成为太空漂流者,失重和超重还有意义吗?
看起来似乎失重和超重完全没有意义,但并非如此。
人类作为漫长进化的生命,适应地球数百万年,这些让人体对失重和超重异常敏感,处于地球给予我们的重力加速度环境下,人类可以健康生存。
长期处于失重,人体肌肉、骨骼都会受损,长期失重,对于人体是致命的负担。
长期处于超重,人体器官会受到损伤,同时加速人体的衰老,进而影响大脑寿命。
总结
在自己看来,超重和失重,只是牛顿经典力学中的经典现象。
在物理学中,只是地球重力加速度“g”的左右两端,离开地球,失重和超重就不能算完美准确的描述。
但是在生物学中,超重和失重却是关乎人类生存的两个词。
就算人类离开地球,想要健康的活着,就要避免失重和超重
『伍』 运动员到达最高点后向下落的过程中是失重还是超重
★运动员到达最高点后项下落的过程是自由落体的过程。而自由落体又属于失重。
●补充,
超重加速度向上,支持力大于重力。
失重加速度向下,支持力小于重力
『陆』 物理失重和超重问题
以人为分析对象,人在某平面上站立,受俩力:重力和支持力,人获得向上的加速度时,必须是支持力大于重力(合外力向上)这种状态称为超重状态,当人获得向下的加速度时,重力必须大于支持力(合外力向下)这种状态叫失重,失重状态中有种特殊的状态叫完全失重,是根本不存在支持力时的加速状态,当人自由下落时,重力肯定大于支持力,因为支持力为零;减速下降时,下降---速度向下!减速----加速度与速度方向相反,即向上,这就属于第二种状态---失重了!
判断失重或超重的标准有两个:加速度向上还是向下,和重力是否大于支持力(压力)包括支持力(压力)为零的时候!
『柒』 超重与失重公式计算
1、超重:G+ma。
公式推导:F(支持力)-mg=ma。
结论:向上加速向下减速:加速度方向向上,产生超重现象。故只要加速度方向向上就是超重,与速度方向无关。
2、失重:G-ma。
公式推导:mg-F(支持力)=ma
结论:向下加速向上减速:加速度方向向下,产生失重现象。
(7)支持力向下算超重吗扩展阅读:
超重的影响:
航天器在发射和返回的过程中,由于加速度的关系,出现了超重现象。早期的火箭发射时所产生7G~8G的超重,新式的火箭已降低到不超过5G。
由于推进技术的发展,航天飞机发射时可控制在3G水平、无论发射段还是返回段,在载人航天飞行中航天员基本都受到+Gx超重作用、重力的作用方向、数值大小、持续时间、变化速率及重复作用时间以及航天员的身体状况是决定能否耐受的主要因素。
在纵向超重(+GZ)作用下,由于静水压效应,引起全身血液分布改变,血液在下肢等人体低下部位潴留,使回心血量减少.造成头部供血障碍、轻则引起视觉改变、重则导致意识丧失。
『捌』 物块在电动扶梯上加速上升与减速上升,怎么通过重力与支持力大小比较判断是超重还是失重
此时,合力的大小与加速度成正比,即ΣF=ma,a为重力加速度。
物块受到的支持力与重力的合力方向与加速度方向一致,由于重力加速度方向始终是竖直向下的,因此,电梯下降时,重力G和支持力F的关系满足:G-F=ma。
这样,F=G-ma,处于失重状态。
电梯下降时,重力G和支持力F的关系满足:F-G=ma。
这样,F=G+ma,处于超重状态。
注意区分加速上升、减速上升、加速下降、减速下降。
『玖』 失重和超重怎么计算
超重是视重大于重力,即支持力大于重力。失重相反。
向上加速,a向上,N>G,超重
向下减速,同上
向上减速和向下加速,a向下,N<G,失重
公式一律是N-G=ma或G-N=ma(即牛顿第二定律)
注:N为支持力,G为重力