Какая формула описывает силу тяжести, действующую на тело вблизи поверхности Земли?
Подробное объяснение
Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает тело, находящееся вблизи её поверхности. Она вычисляется как произведение массы тела на ускорение свободного падения: F = mg. Среди предложенных вариантов только формула F=mg соответствует определению силы тяжести. Остальные формулы относятся к другим физическим явлениям: F=kx — закон Гука для упругих сил, F=μN — сила трения скольжения, F=ρgV — сила Архимеда, а F=m/g размерностно неверна. Таким образом, правильный ответ — вариант 1.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1
Чем сила тяжести отличается от веса тела?
Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает тело, и она всегда равна mg. Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес; в состоянии покоя или равномерного движения вес равен силе тяжести, но при ускоренном движении (например, в лифте) вес может отличаться.
2
Зависит ли ускорение свободного падения от массы тела?
Нет, ускорение свободного падения g не зависит от массы тела. Для всех тел вблизи поверхности Земли оно примерно равно 9,8 м/с², если пренебречь сопротивлением воздуха.
3
Какая формула описывает силу Архимеда?
Сила Архимеда вычисляется по формуле F = ρgV, где ρ — плотность жидкости или газа, g — ускорение свободного падения, V — объём погружённой части тела.
Типичные ошибки
1
Путать силу тяжести с весом тела
Вес тела — это сила, действующая на опору или подвес, а сила тяжести — это сила притяжения Земли. В покое они равны по модулю, но при ускоренном движении могут отличаться.
2
Считать, что сила тяжести равна m/g
Формула F = m/g неверна размерностно и физически: деление массы на ускорение даёт неправильную размерность (кг·с²/м), а не ньютоны.
3
Применять закон Гука для расчёта силы тяжести
Закон Гука (F = kx) описывает силу упругости, возникающую при деформации пружины, и не имеет отношения к гравитации.