Когда вес не равен силе тяжести?

Однако далеко не всегда вес тела равен силе тяжести. Рассмотрим примеры.

Пример 1

Тело погружено в жидкость. В этом случае возникает выталкивающая сила, которая приводит к уменьшению веса.

Модель 1. Сила Архимеда
Пример 2

Тело движется с ускорением, направленным вверх. В этом случае вес тела будет больше силы тяжести. Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегрузкой. Действие перегрузки испытывают космонавты, как при взлете космической ракеты, так и на участке торможения при входе корабля в плотные слои атмосферы. Большие перегрузки испытывают летчики при выполнении фигур высшего пилотажа, особенно на сверхзвуковых самолетах.

Модель 2. Перегрузки

Если тело движется с ускорением, направленным вертикально вверх, то вес тела становится больше силы тяжести.

Рис. 1. Тело, движущееся с ускорением вверх
Для тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально вверх, вес тела P = m (g + a) > mg.
Пример 3

Если тело движется с ускорением, направленным вертикально вниз, то вес тела становится меньше силы тяжести. Если ускорение становится равным ускорению свободного падения (тело свободно падает вместе с опорой или подвесом), то вес равен нулю. Наступает состояние невесомости. В физике состояние невесомости определяется как движение тела под действием только силы тяжести (в общем случае, сил тяготения).

P = m (g — a) < mg.

При свободном падении тела:

a = g.
P = m (g — g) = 0.
Рис. 2. Вес тела в ускоренно движущемся лифте. Вектор ускорения направлен вертикально вниз. 1) a < gP < mg; 2) a = gP = 0 (невесомость); 3) a > gP < 0
Для тела, движущегося с ускорением направленным вертикально вниз, вес тела P = m (g - a) < mg.

Модель 3. Вес тела и ускорение