Trọng lượng biểu kiến Trọng lượng

Trọng lượng biểu kiến, thường gọi tắt là trọng lượng, là sức nặng của vật được thể hiện qua giá trị đo của cân lò xo hay lực kế lò xo. Nó đặc trưng cho lực nén của vật lên mặt sàn hay lực căng do vật gây ra lên lò xo của lực kế khi treo vật vào. Chính trọng lượng biểu kiến (chứ không phải trọng lực) là yếu tố tạo ra cảm giác về sự nặng nhẹ của cơ thể. Thực chất, cảm giác nặng nhẹ là cảm nhận của chúng ta về phản lực do mặt sàn tác dụng lên cơ thể mình chứ không phải cảm nhận về lực hút của Trái Đất. Khi không có sàn đỡ, ví dụ như khi rơi từ trên cao xuống, chúng ta không cảm thấy trọng lượng biểu kiến và ở trạng thái gọi là phi trọng lượng.

Bài toán thang máy trong cơ học cổ điển

Bài toán thang máy trong cơ học cổ điển

Đây là một ứng dụng của định luật 2 Newton cho chuyển động của người dưới tác dụng của trọng lực và phản lực sàn thang máy, khi bỏ qua lực ly tâm trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất.

Lực tổng cộng = khối lượng × gia tốcPhản lực sàn + trọng lực = khối lượng × gia tốcPhản lực sàn = - trọng lực + khối lượng × gia tốcPhản lực sàn = khối lượng × (gia tốc - gia tốc trọng trường)

Theo định luật 3 Newton:

Trọng lượng biểu kiến = - phản lực sànTrọng lượng biểu kiến = khối lượng × (gia tốc trọng trường - gia tốc)

Trong công thức trên, độ lớn các đại lượng được tính theo phương hướng xuống dưới.

Nếu thang máy chuyển động đều hay đứng yên thì gia tốc bằng 0. Khi đó có phản lực, và do đó trọng lượng biểu kiến của người, sẽ bằng giá trị trọng lực.

Nếu thang máy có gia tốc khi đi lên (giá trị âm khi tính theo phương hướng xuống dưới), người trong thang máy cảm thấy "nặng" hơn; trọng lượng biểu kiến tăng do phản lực sàn thang máy tăng. Nếu thang máy có gia tốc đi xuống (giá trị dương khi tính theo phương hướng xuống dưới), người trong thang máy cảm thấy "nhẹ hơn".

Khi thang máy rơi tự do, gia tốc đi xuống bằng gia tốc trọng trường do đó người mất trọng lượng biểu kiến. Khi thang máy đi xuống với gia tốc lớn hơn gia tốc trọng trường, thang sẽ đẩy người xuống phía dưới và người sẽ thấy trọng lượng biểu kiến lộn ngược.