Для решения этих задач нам нужно использовать второй закон Ньютона и понятие веса. Вес (сила тяжести) — это сила, с которой тело притягивается к Земле, и он определяется как произведение массы тела на ускорение свободного падения. На Земле ускорение свободного падения ( g ) примерно равно ( 9.8 \, \text{м/с}^2 ).
1) Когда мальчик стоит на полу комнаты:
Вес ( W = m \cdot g = 50 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 490 \, \text{Н} ).
2) Когда лифт поднимается с ускорением 1 м/с²:
Эффективное ускорение будет ( g + a = 9.8 \, \text{м/с}^2 + 1 \, \text{м/с}^2 = 10.8 \, \text{м/с}^2 ).
Новый вес: ( W = m \cdot (g + a) = 50 \, \text{кг} \cdot 10.8 \, \text{м/с}^2 = 540 \, \text{Н} ).
3) Когда лифт поднимается и тормозит с ускорением 1 м/с²:
Эффективное ускорение будет ( g - a = 9.8 \, \text{м/с}^2 - 1 \, \text{м/с}^2 = 8.8 \, \text{м/с}^2 ).
Новый вес: ( W = m \cdot (g - a) = 50 \, \text{кг} \cdot 8.8 \, \text{м/с}^2 = 440 \, \text{Н} ).
4) Когда лифт опускается с ускорением 1 м/с²:
Эффективное ускорение будет ( g - a = 9.8 \, \text{м/с}^2 - 1 \, \text{м/с}^2 = 8.8 \, \text{м/с}^2 ).
Новый вес: ( W = m \cdot (g - a) = 50 \, \text{кг} \cdot 8.8 \, \text{м/с}^2 = 440 \, \text{Н} ).
5) Когда лифт опускается и тормозит с ускорением 1 м/с²:
Эффективное ускорение будет ( g + a = 9.8 \, \text{м/с}^2 + 1 \, \text{м/с}^2 = 10.8 \, \text{м/с}^2 ).
Новый вес: ( W = m \cdot (g + a) = 50 \, \text{кг} \cdot 10.8 \, \text{м/с}^2 = 540 \, \text{Н} ).
6) Когда лифт опускается с постоянной скоростью:
Поскольку скорость постоянна, ускорение равно нулю. Эффективное ускорение равно ( g ).
Вес: ( W = m \cdot g = 50 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 490 \, \text{Н} ).
7) Когда лифт поднимается с постоянной скоростью:
Поскольку скорость постоянна, ускорение равно нулю. Эффективное ускорение равно ( g ).
Вес: ( W = m \cdot g = 50 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 490 \, \text{Н} ).
Таким образом, вес мальчика изменяется в зависимости от ускорения лифта, что влияет на эффективное ускорение, действующее на мальчика.