Шарик массой 2 кг движется равномерно и прямолинейно. Определите вес шарика и силу тяжести, действующую на него. Сделайте рисунок и покажите на нем силу тяжести и вес.

Для начала разберемся, что такое вес и сила тяжести, и чем они отличаются.

Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает объект. Она пропорциональна массе объекта и зависит от ускорения свободного падения на Земле (приблизительно 9,8 м/с²).

Вес — это сила, с которой объект действует на опору или подвес, то есть сила, с которой объект прижимается к Земле. Вес объекта всегда направлен вниз, и он равен силе тяжести, действующей на объект.

Итак, в данном случае:

1. Сила тяжести

Для того чтобы вычислить силу тяжести, используем формулу:

где:

• $F_{\text{тяж}}$ — сила тяжести,
• $m$ — масса объекта (в нашем случае 2 кг),
• $g$ — ускорение свободного падения, равное примерно 9,8 м/с².

Подставим известные значения:

Итак, сила тяжести, действующая на шарик, равна 19,6 Н (ньютонов).

2. Вес шарика

Так как шарик движется равномерно и прямолинейно, это означает, что он находится в состоянии покоя или равномерного движения, то есть на него действуют силы, которые компенсируют друг друга. Вес шарика будет равен силе тяжести, действующей на него.

Таким образом, вес шарика тоже равен 19,6 Н и направлен вниз (к Земле).

3. Рисунок

На рисунке, который иллюстрирует ситуацию, мы можем показать две силы:

• Сила тяжести $F_{\text{тяж}}$ (она направлена вниз, к центру Земли).
• Вес $W$ (он также направлен вниз, но на рисунке можно показать как силу, с которой объект воздействует на опору, если, например, шарик лежит на поверхности).

Рисунок будет выглядеть так:

scss
        ↑  (Нет других сил, так как движение равномерное)
        
        Шарик (масса = 2 кг)
        
        ↓
      Сила тяжести и Вес (F_тяж = W = 19,6 Н)

Таким образом, вес и сила тяжести у шарика одинаковы и равны 19,6 Н, направлены вниз.