4. Невесомость материальной точки

Динамическая теорема Кориолиса позволяет рассмотреть понятие невесомости.

Невесомость материальной точки – это отсутствие воздействия рассматриваемой материальной точки на каждое из тел с которыми она может соприкасаться.

Рассмотрим это понятие на примере движения лифта с грузом вниз с ускорением (рис. 6).

Рис. 6. Иллюстрация к понятию невесомость

Введем неподвижную Oxy и подвижную O₁x₁y₁ (неизменно связанную с движущимся лифтом) системы координат. Если лифт опускается вниз с ускорением , тогда система координатO₁x₁y₁ не является инерциальной. Рассмотрим движение груза в лифте относительно подвижной системы O₁x₁y₁. Покажем силы, действующие на груз.

Согласно динамической теореме Кориолиса движение груза происходит под действием активных сил и, переносной силы инерциии силы инерции Кориолиса. Применяя уравнение (2.12), получим

,

где – сумма всех заданных сил и реакций,

–сила тяжести груза,

–нормальная реакция лифта,

–переносная сила инерции,

–сила инерции Кориолиса (, так как),

–относительное ускорение равно нулю, так как груз неподвижен относительно лифта.

Проецируя уравнение на подвижную ось Oy₁, получим

,

,

.

Произошло уменьшение нормальной реакции на величину переносной силы инерции.

В случае, если , то наступает явление полной невесомости: опора не действует на груз, нормальная реакцияравна нулю.