,座舱对航天员的支持力FN=0 ,航天员处于完全失重。
正是由于地球引力的存在,才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动。
三、竖直面内的圆周运动
1.汽车过拱形桥
质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进,设桥面的圆弧半径为r,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。
汽车在竖直方向受到重力G和桥的支持力FN,它们的合力就是使汽车做圆周运动的向心力F。鉴于向心加速度的方向是竖直向下的,故合力为F=G-FN
当汽车通过桥的最高点时,根据牛顿第二定律F=ma,有F=mv2/r
所以G-FN=mv2/r
由此解出桥对车的支持力FN=G-mv2/r
汽车的速度越大,汽车对桥的压力越小。
2.轻绳模型
轻绳只能提供拉力,在最高点时,物体所受重力和绳的拉力的合力提供向心力,G F=mv2/r
恰好过最高点条件:F=0,此时G=mv2/r
3.轻杆模型
轻杆既能提供拉力,又能提供支持力,在最高点时,物体所受重力和杆的拉力或支持力的合力提供向心力,G F=mv2/r。
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