Глава 2. Взаимодействие тел. § 28. Связь между силой тяжести и массой тела. Вес тела — с. 98
Это любопытно… (§ 28). Вопрос 1. Как вы думаете, что произойдёт, если в опыте, изображённом на рисунке 74, вместо груза и лёгкой пружины использовать массивную мягкую пружину? [на рисунке: груз на пружине подвешен на нити; после перерезания нити пружина с грузом падает и деформация исчезает]
Деформация массивной мягкой пружины исчезнет не сразу, а постепенно. До перерезания нити каждый виток растянут весом всех витков, расположенных ниже. После перерезания верхние витки сразу начнут падать и быстро сближаться: на них действует и сила тяжести, и сила упругости нижней части, поэтому они движутся с ускорением больше g. Нижние витки в первый момент остаются на месте, так как информация об освобождении верха пружины доходит до них лишь со скоростью распространения деформации. Пружина будет сжиматься сверху вниз, а её центр масс всё время падает с ускорением g. Состояние невесомости (исчезновение деформации во всех частях) наступит лишь после того, как вся пружина сожмётся и весь набор витков начнёт двигаться вместе.
Это любопытно… (§ 28). Вопрос 2. Как измерить массу тела в условиях невесомости?
В невесомости обычные весы не работают, так как тело не давит на опору. Но масса проявляется и как мера инертности, этим и пользуются. Первый способ: действуем на тело известной силой F (например, пружиной с динамометром) и измеряем получаемое ускорение a; масса m = F/a. Второй способ: закрепляют тело на пружине известной жёсткости k и измеряют период колебаний T; массу находят по формуле T = 2π√(m/k). Чем больше масса, тем медленнее колебания. По такому принципу космонавты определяют массу тел с помощью специальных приборов (инерционных весов).