Когда лифт движется вверх с ускорением, то на показания весов влияет как сила тяжести, так и сила, связанная с ускорением лифта. Поскольку весы показывают массу в килограммах, нам нужно рассчитать эффективную массу, которую они будут показывать.
В покоящемся лифте масса ребёнка равна 50 кг, что соответствует весу: \[ F_g = m \cdot g = 50 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 490.5 \, \text{Н} \] где \(g\) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).
Когда лифт движется вверх с ускорением \(a = 2 \, \text{м/с}^2\), результирующая сила будет равна: \[ F_{\text{рез}} = F_g + F_a = m \cdot g + m \cdot a = m \cdot (g + a) \] Подставляем наши значения: \[ F_{\text{рез}} = 50 \, \text{кг} \cdot (9.81 \, \text{м/с}^2 + 2 \, \text{м/с}^2) = 50 \, \text{кг} \cdot 11.81 \, \text{м/с}^2 = 590.5 \, \text{Н} \]
Теперь, чтобы найти, что показывают весы, преобразуем результирующую силу обратно в массу: \[ m_{\text{эфф}} = \frac{F_{\text{рез}}}{g} = \frac{590.5 \, \text{Н}}{9.81 \, \text{м/с}^2} \approx 60.2 \, \text{кг} \]
Таким образом, весы покажут приблизительно 60.2 кг во время движения лифта вверх с ускорением 2 м/с².