完全失重是指物体在特定运动状态下对支持物或悬挂物的压力(或拉力)完全为零的现象。具体特征和条件如下:
当物体具有与重力大小相等、方向相同的加速度(即加速度 $a = g$)时,物体对支持物的压力或拉力为零,此时称为完全失重。
重力与加速度的关系
在完全失重状态下,物体的全部重力都用于提供向下的加速度,因此物体对支持物没有压力或拉力。
视重的特殊性
视重(即物体对支持物的“重量”)等于 $mg - ma$,当 $a = g$ 时,视重为零。
自由落体运动
物体在重力作用下做自由落体时,若以自身为参考系,重力与加速度抵消,表现为完全失重。
圆周运动(如卫星)
卫星中的物体随卫星做圆周运动时,万有引力完全充当向心力,物体对卫星无压力,处于完全失重状态。
加速下降的升降机
当升降机以加速度 $g$ 竖直向下加速时,物体处于失重状态。例如,电梯内的人会感到“飘浮”,体重计示数为零。
重力未消失 :完全失重时重力仍存在,只是被用于产生加速度。
与其他失重状态的区别 :若加速度小于 $g$(如电梯减速下降),则为超重状态。
液体行为 :在完全失重环境中,液体可能呈现非牛顿流体特性,例如水滴可能四处飞溅。
日常体验 :宇航员在太空站中可体验到自由漂浮,即完全失重状态。
综上,完全失重是物体在特定加速度下对支持物无作用力的宏观表现,与重力是否消失无关。理解这一概念需结合牛顿第二定律和万有引力定律。