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1 視重 -定義

一、視重
應定義為「物體與支持物相對靜止並不受地球、支持物以外其它作用時,物體對支持物的作用力。」從此出發,可明確以下幾點:

1.地面上物體的視重。

表現為相對地面靜止對彈簧秤測得的重量G,大小和方向等於地面上觀察者觀察到的重力加速度g和物體質量m的乘積G=mg。由於地球上的物體隨地球自轉做圓周運動,所需向心力mac為所受地球引力ma力,因此,

mg=ma-mac。

下面討論mg的大小和方向。

大小:因為ac與g的夾角小於90°,所以a的值大於ac和g的值。即由於地球自轉的存在,視重的大小略小於地球對物體的吸引力。只有在兩個極地,由於ac=0,mg=ma。

方向:一般不指向地心。北半球物體的視重指向略偏南,南半球物體的視重略偏北。只有兩個極地和赤道,視重才指向地心。

2.在精度要求不高的情況下可近似認為重量的大小等於mg。對地面上的物體,由於ac(=ω2Rcosφ)遠小於a所以g和a的差別很小。因此,一般情況下可以認為重量的大小為mg,也可應用但是,應明確指出這是近似的。但在概念上則應嚴格區分。

3.對地球上物體重量與高度、緯度關係的討論應改為視重的討論。即R,φ對視重的影響。關係是:R影響了a;R和φ共同影響了ac,綜合結果影響了g。

4.物體內部各部分之間的相互作用情況是由視重直接決定的。重力不能直接決定各部分之間的相互作用情況,它只是影響視重的一個因素。

重力表現為地球對物體的吸引,不決定物體內部之間是否一定會有相互作用,而視重則除了表現為和支持物間的相互作用外,還直接表現為物體內部各部分之間的相互作用。

2 視重 -視重的物理和生理作用


二、視重的物理和生理作用


一杯水靜止在水平面上有視重。這時杯子與支持面之間有壓力,水的內部也有壓強,在壓強的作用下水稍有壓縮。如果這杯水隨支持物做自由落體運動,視重為零。這時杯子與支持物之間的壓力消失,水內部的壓強也消失,水不再被壓縮。雖然重力仍然存在,由於視重的消失,物體內部的相互擠壓作用便不再存在。

地球上的自由水平面應該與視重的力線垂直。由於視重的力線除兩極和赤道以外都不通過地心,北半球南偏於地心,南半球北偏於地心,因此佔地球表面71%的海洋水平面形成一個南北軸較短、東西軸較長的橢球球面。

人站在地上不動。由於視重的存在,不僅腳底與地板之間有相互作用力,人體內部各部分之間也有相互作用力,如腿骨被壓,各種內部器官相互擠壓,血管中的血液除由於心臟的工作而產生的壓強以外還有由於視重的存在而產生的壓強,造成血液內部不同高度處的壓強不同等等。人已經習慣於這種相互作用情況。假設人隨著電梯做自由落體運動。隨著視重的消失,由於視重存在而產生的那一部分相互作用力將隨之消失,人體將感到不適。假設人相對靜止於一個加速度向上的加速系統中。隨著視重增大,由視重存在而產生的那一部分相互作用力將隨之增大,人體也將感到不適。  

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