Давайте разберем задачу по шагам и посмотрим, как изменяется вес человека в лифте, который разгоняется и тормозит.
Дано:
- Масса человека ( m = 80 ) кг.
- Скорость лифта ( v = 7 ) м/с.
- Время разгона и торможения ( t = 15 ) с.
Найдем ускорение:
Ускорение (a) можно найти по формуле:
[ a = \frac{v}{t} = \frac{7 \, \text{м/с}}{15 \, \text{с}} = \frac{7}{15} \, \text{м/с}^2 ]
Сила, действующая на человека:
Во время разгона и торможения на человека действуют две силы: сила тяжести и сила инерции. Вес человека изменяется из-за дополнительной силы инерции.
Во время разгона (вверх):
[
F_{\text{общ}} = m(g + a)
]
где ( g = 9.81 ) м/с² — ускорение свободного падения.
Подставим значения:
[
F{\text{общ}} = 80 \, \text{кг} \times (9.81 + \frac{7}{15}) \, \text{м/с}^2
]
[
F{\text{общ}} = 80 \times 10.277 \approx 822.16 \, \text{Н}
]
Изменение веса:
[
\Delta F{\text{разгон}} = F{\text{общ}} - mg = 822.16 - 80 \times 9.81 \approx 43.16 \, \text{Н}
]
Во время торможения (вниз):
[
F_{\text{общ}} = m(g - a)
]
Подставим значения:
[
F{\text{общ}} = 80 \, \text{кг} \times (9.81 - \frac{7}{15}) \, \text{м/с}^2
]
[
F{\text{общ}} = 80 \times 9.343 \approx 747.44 \, \text{Н}
]
Изменение веса:
[
\Delta F{\text{торможение}} = F{\text{общ}} - mg = 747.44 - 80 \times 9.81 \approx -31.56 \, \text{Н}
]
Вывод:
- Во время разгона вес человека увеличивается на 43.16 Н.
- Во время торможения вес человека уменьшается на 31.56 Н.
Рисунок:
Извините, но я не могу предоставить рисунок. Однако могу описать его: на вертикальной оси Y будет изображена сила (вес), на горизонтальной — время. В начале и в конце движения (разгон и торможение) вес будет увеличиваться и уменьшаться соответственно, формируя ступенчатый график.
Этот анализ показывает, как ускорение и замедление влияют на ощущаемый вес человека в лифте.