重量是由於物體受到地球的吸引力,但我們平時是不能直接感受到這股吸引力的。
例如女孩站在一個磅上(),她會向磅施加一個指向下的壓力,就是表觀重量,其大小與磅施加在女孩身上的承托力相同(作用力與反作用力對)。因此,
表觀重量的大小 \(=\) 承托力的大小
換言之,體重計的讀數其實是反映承托力的大小。
乘坐升降機的經驗告訴我們,有時會感到自己比平常重,有時卻感到自己比平常輕。這是因為我們對重量的感覺,乃來自施予我們身上的承托力。
試在升降機模擬程式中執行升降機各種上升和下降旅程,並嘗試不同的初始加速度,留意體重計讀數、乘客重量 (\(W\)) 與承托力 (\(R\)) 會否出現變化。
【問題 \(1\)】當升降機加速上升,下列哪關係式是正確的?
A. \(R\) < \(W\)
B. \(R=W\)
C. \(R\) > \(W\)
【題解】 當升降機加速上升,加速度方向為向上。
根據牛頓第二定律,淨力與加速度方向相同,可知作用在升降機上的淨力會向上,所以承托力必定大過重力(\(R\) > \(W\)),乘客會感到體重比正常增大。
【問題 \(2\)】當升降機加速下落,下列哪關係式是正確的?
【題解】 當升降機加速下落,加速度方向為向下,根據牛頓第二定律,淨力與加速度方向相同,可知作用在升降機上的淨力會向下,所以承托力必定小於重力(\(R\) < \(W\)),乘客會感到身體變輕。
同理,若升降機...
試用模擬程式驗証上方的結果。
【問題 \(3\)】那麼,甚麼時候乘客會感到正常的體重大小(\(R=W\))呢?
(1)升降機正保持靜止
(2)升降機以勻速上升
(3)升降機以勻速下降
【題解】 若升降機以勻速升降或正保持靜止,承托力等於重力(\(R=W\)),乘客會感到正常的體重大小。