Сила упругости. Вес тела

На все тела, находящиеся на Земле, как мы видели, действует сила тяжести. Сила тяжести является причиной того, что тела, лишенные опор и подвесов, падают на Землю. Под действием силы тяжести падают на Землю капли дождя, снежинки, оторвавшиеся от веток листья.

Но когда тот же снег лежит на крыше, на него по-прежнему действует сила тяжести, однако он не падает, а находится в покое. Рассмотрим, почему покоятся тела, лежащие на опоре или подвешенные на нити.

На рисунке 55, а изображена доска, лежащая горизонтально на двух опорах. Если на ее середину поставить гирю, то под действием силы тяжести некоторое время гиря будет двигаться вниз, прогибая доску, а затем остановится (рис. 55, б).

Что задержало ее движение? Остановку гири можно объяснить только тем, что кроме силы тяжести, направленной вниз, на нее подействовала еще другая сила, направленная вверх.

Откуда возникла эта другая сила? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим, что происходит с доской при ее движении вниз. При движении доска (или любая другая опора, рис. 55, б) прогибается — деформируется. При этом возникает сила, с которой опора (в нашем примере — доска) действует на тело, лежащее на ней, эта сила направлена вверх, т. е. в сторону, противоположную силе тяжести. Ее называют силой упругости. Чем больше прогибается опора, тем больше сила упругости. Когда сила упругости становится равной силе тяжести, действующей на тело, опора и тело останавливаются.

На рисунке 56 изображена пружина, которая под действием груза сжимается. Если тело подвешено, то подвес (нить, веревка, проволока и др.) растягивается. В нем так же, как и в опоре, возникает сила упругости. По мере растяжения подвеса эта сила увеличивается. При равенстве значений сил упругости и тяжести растяжение нити прекращается.

Когда тело ставят на опору, то деформируется не только опора, но и тело, притягиваемое Землей. Деформированное, сжатое тело давит на опору. Точно так же, когда тело подвешено, то деформирован не только подвес, но и само тело. Деформируемое (растянутое) тело деформирует (растягивает) подвес (рис. 57).

Силу, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес, называют весом тела.

Следует различать силу тяжести, действующую на тело, и вес тела. Сила тяжести действует на само тело, а вес этого тела действует на опору или подвес.

Вопросы. 1. В чем проявляется действие силы тяжести на тело? 2. Какую силу называют силой упругости? 3. Что называют весом тела? 4. В чем отличие веса тела от силы тяжести, действующей на тело?