Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Когда наступает невесомость в чем она проявляется

Состояние - невесомость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Состояние - невесомость

Cтраница 2

В состоянии невесомости массивное тело перестает давить на руку, которая удерживает его в определенном положении, но вовсе не перестает давить на руку, сообщающую ему ускорение. Если массивному телу сообщена значительная начальная скорость, то оно будет продолжать двигаться с той же скоростью прямолинейно, пока не наткнется на стенку кабины, и если стенка выдержит этот удар, то тело отразится от стенки и начнет двигаться в обратном направлении с той же скоростью. Словом, космонавт не обнаружит никаких отклонений от законов механики, но обнаружит отсутствие тех явлений, которые обусловлены действием сил земного тяготения. [16]

При состоянии невесомости все точки тела имеют равные ускорения. [17]

В состоянии невесомости все тела и их отдельные части перестают давить друг на друга. Космонавт при этом перестает ощущать собственную тяжесть; предмет, выпущенный из его пальцев, никуда не падает; маятник замирает в отклоненном положении; исчезает различие между полом и потолком. Все эти явления объясняются тем, что гравитационное поле сообщает всем телам в космическом корабле одно и то же ускорение. Именно поэтому выпущенный космонавтом предмет ( без сообщения ему скорости) никуда не падает: ведь он не может ни догнать какую-нибудь стенку кабины, ни отстать от нее; все они - и предметы и стены - движутся с одинаковым ускорением. [18]

В состоянии невесомости может находиться не только космонавт в орбитальной космической станции, но и любое свободно падающее ( без вращения) тело. Чтобы испытать это состояние, достаточно совершить простой прыжок: между моментом отрыва от Земли и моментом приземления вы будете невесомы. [19]

Чтобы испытать состояние невесомости, не обязательно находиться в космосе. [20]

Конечно, состояние невесомости может иметь место и не только при свободном падении. [21]

Для демонстрации состояния невесомости в свободно падающей системе используют вертикально расположенный деревянный щит, могущий свободно падать вдоль направляющих проводов, натянутых между потолком и полом комнаты. Когда щит неподвижен, маятник колеблется около отвесной линии. В тот момент, когда маятник достигает своего наибольшего отклонения, щит отпускают, и он начинает свободно падать. С этого момента в системе отсчета щит наступает невесомость. Маятник во время падения щита ие колеблется. Это и означает, что в падающей системе установилась невесомость. [22]

Вернемся к состоянию видимой невесомости, когда перегрузка равна нулю. Это состояние приводит к непривычным ощущениям у человека, находящегося в лифте, в космическом корабле или самолете. Он действительно перестает чувствовать вес своего тела. Для того чтобы объяснить смысл этого явления, разберемся в причине ощущения веса ( или весомости), к которому привыкает человек в обычных земных условиях. [23]

Космонавт в состоянии невесомости плывет со скоростью и 5 0 км / час внутри ракеты перпег икулярно направлению ее движения. [24]

Это и есть состояние невесомости, которого можно достичь не только в космическом корабле. Тот короткий промежуток времени, пока вы находитесь в воздухе и на вас действует только сила тяжести, вы испытываете состояние невесомости. [25]

Это и есть состояние невесомости, когда тело перестает давить на опору. [26]

В чем проявляется состояние невесомости и когда оно возникает. Почему в состоянии невесомости свободные ( в движущейся системе) тела не деформируются. [27]

Помимо характерной черты состояния невесомости, которая подчеркивается в названии ( отсутствие деформаций и обусловленных ими сил веса), это состояние обладает и другой характерной чертой, касающейся движений в системе тел, находящихся в состоянии невесомости. [28]

Все сказанное о состоянии невесомости относится к тому случаю, когда на космический корабль действуют только силы тяготения. Если же на него действует еще и сила тяги реактивных двигателей, то состояние невесомости нарушается. Например, на активном участке траектории, когда двигатели работают, разгоняя ракету до требуемой скорости, поднимая ее вертикально вверх, сила инерции направлена вертикально вниз и для тела массы т равна та, где а - ускорение ракеты. Таким образом, космонавт, рассматривающий движение окружающих его тел относительно стенок кабины, обнаружит, что, кроме силы тяжести tng, на тела действует еще в том же направлении сила инерции та. Точнее говоря, так как он не сможет различить эти силы, он обнаружит, что на тело действует сила m ( g - - a) - результирующая силы тяготения и силы инерции. [29]

Словом, в состоянии невесомости сила тяготения сообщает всем телам одинаковое ускорение, но во всем остальном ( деформации, относительные движения) тела ведут себя так, как будто сила тяготения отсутствует; происходит так не потому, что сила тяготения перестает действовать, а именно потому, что сила тяготения делает свое дело - сообщает всем телам одинаковое ускорение. [30]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕВЕСОМОСТИ НА ЗЕМЛЕ

Автор работы: Абидуев Тэмуджин Жаргалович, 9 класс

МБОУ «Хоринская средняя общеобразовательная школа №2»

Научный руководитель: Лебедева Татьяна Петровна

Актуальность темы. В прошлом году я участвовал во Всероссийской Открытой олимпиаде «Созвездие», которая проходила в г. Королёве. В результате посещения музея космонавтики я очень много узнал о космических полётах и подготовки космонавтов к ним. Для меня эта тема стала очень интересной. Наши лётчики-космонавты, конструкторы ракет, учёные, которые занимаются освоением космического пространства, образованные и высококультурные люди. Чтобы стать такими, как они, нужно много учиться, уметь проводить исследования и ставить эксперименты. Поэтому, я своё исследование решил связать с космической темой.

Невесомость. Это слово сейчас знакомо каждому. Невесомость - главное отличие космической жизни от земной. Но в начале 20 века это слово Циолковскому К.Э. пришлось «придумать» для обозначения совершенно необычного состояния, которое наступает в ракете, когда она, отключив двигатели, вращается вокруг Земли или движется к другим планетам.

Что такое невесомость? Когда наступает невесомость? В чем она проявляется? Бывает ли человек в состоянии невесомости в обыденной жизни? А можно ли получить невесомость на Земле? Чтобы найти ответы на эти вопросы, я решил провести экспериментальное исследование.

Цель работы: исследование условий возникновения невесомости на Земле.

Поставленная цель предусматривает решение следующих задач:

Подобрать, изучить и обработать различные источники информации по данной теме;

Придумать эксперименты, демонстрирующие состояние невесомости;

Обобщить результаты исследований, сделать выводы.

Методы исследования: работа с различными источниками информации (Интернет – ресурсы, литература), практические измерения, синтез, анализ, эксперимент, работа с компьютерными программами Adobe Photoshop для обработки изображений, Power Point.

Работа включает основы теоретических знаний. Рассматривается вопрос: « Что такое вес тела?». Почему возникает такая сила?

Научно-исследовательская работа. Опыты с невесомостью.

Эксперимент №1. «Вертикальное падение тела.

Эксперимент №2. «Банки».

Эксперимент №3. «Бумажная полоска» .

Эксперимент №4. «Опыт с пружинками».

Эксперимент №5. «Невесомость с сигнализацией».

Эксперимент №6. «Невесомость на кухне».

Исследование: «Физика в невесомости».

Выполняются ли изученные на уроках физики физические явления, законы в условиях невесомости. Я третий год изучаю физику. За это время мы изучили несколько важных законов и явлений. Как будет влиять на них явление невесомости?

Математический анализ результатов экспериментов.

Выводы. В чём состоит причина невесомости.

Невесомость объясняется тем, что сила всемирного тяготения, а значит, и сила тяжести сообщает всем телам одинаковое ускорение g = 9,8м/с2 . Поэтому всякое тело, на которое действует только сила тяжести находится в состоянии невесомости. Именно в таком состоянии находится свободно падающее тело.

Возможна ли невесомость в условиях Земли? Я тоже испытывал невесомость. Можно привести немало примеров из собственной практики.

Заключение. В данной работе гипотезой исследования стало предположение о том, легко ли получить невесомость на Земле. Большое место в работе занимает рассмотрение условий возникновения невесомости, перегрузок. Исследование ведется через рассмотрение таких проблем, как изменение веса тела при свободном падении, при движении тела, движущегося вертикально вниз с ускорением и вертикально вверх с ускорением.

Важнейшим элементом исследовательской работы является представление экспериментальных результатов работы и их физическое объяснение.

С помощью проведённых экспериментов, я смог решить поставленные задачи и убедиться в том, что невесомость – удивительное явление и совсем не редкое для людей состояние.

Проведя, исследования и опыты, которые описаны в данной работе, являются не сложными, но достаточно серьёзными. Благодаря им, я узнал для себя много нового и интересного о невесомости и перегрузках.

Данная работа позволила мне расширить и углубить свои знания о невесомости, усилить свой интерес к физике, космосу. В результате проведенных исследований и экспериментов можно сделать такие выводы:

Значимые результаты были получены в результате проведения 7 экспериментов. Различными исследованиями было получено состояние невесомости и дано им объяснение. В эксперименте №6 «Невесомость с сигнализацией» смастерил прибор, сигнализирующий о невесомости.

Математический вывод формул позволил подтвердить результаты экспериментальных исследований.

На Земле невесомых тел нет. Создать невесомость можно только на считанные секунды во время свободного падения.

Интересно изучать и исследовать свойства капельной модели жидкости, которая позволяет наглядно понять законы физики. В эксперименте «Невесомость на кухне» действие веса исключено, и вода принимает собственную форму-шар.

Невесомость можно получить не только в космосе, но и на Земле. Но на Земле может быть получена только кратковременная невесомость, невесомость с частичной потерей веса тела.

В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований и наглядный материал (фото), подтверждающий достоверность научных исследований.

См. также

u-center.info

Перегрузки и невесомость | Физика

«...Взгляд мой остановился на часах. Стрелки показывали 9 часов 7 минут по московскому времени. Я услышал свист и все нарастающий гул, почувствовал, как гигантская ракета задрожала всем своим корпусом и медленно, очень медленно оторвалась от стартового устройства... Могучие Двигатели ракеты создавали музыку будущего, наверное, еще более волнующую и прекрасную, чем величайшие творения прошлого...» Так описывал свой старт в космос 12 апреля 1961 г. первый космонавт Юрий Алексеевич Гагарин (1934—1968).

Что же должен чувствовать человек, находящийся на борту космического корабля?

После включения ракетного двигателя, когда ракета-носитель начинает разгоняться, на человека массой m в космическом корабле будут действовать две силы: сила тяжести mg и сила реакции опоры N. Так как ускорение ракеты a направлено вверх, то преобладающей оказывается сила реакции опоры: N > mg. Их равнодействующая F = N – mg по второму закону Ньютона равна произведению массы на ускорение:

N – mg = ma,

откуда

N = mg + ma.

Вес космонавта Р по третьему закону Ньютона равен по величине силе реакции N, поэтому

P = mg + ma = m(g + a).

До старта ракеты вес космонавта был равен силе тяжести mg. Теперь, как это видно из последнего равенства, его вес увеличился, превысив силу тяжести на величину ma.Состояние тела, при котором его вес превышает силу тяжести, называют перегрузкой.

«Я почувствовал,— вспоминал Гагарин,— какая-то непреоборимая сила все больше и больше вдавливает меня в кресло. И хотя оно было расположено так, чтобы до предела сократить влияние огромной тяжести, наваливающейся на мое тело, было трудно пошевелить рукой и ногой...»

При перегрузке не только все тело начинает давить сильнее на опору, но и отдельные части этого тела начинают сильнее давить друг на друга. У человека в состоянии перегрузки затрудняется дыхание, ухудшается сердечная деятельность, происходит перераспределение крови, ее прилив или отлив к голове и т. д. Поэтому переносить значительные перегрузки могут только хорошо тренированные люди.

Количественно перегрузку характеризуют отношением a/g, которое обозначают буквой n и называют коэффициентом перегрузки. При n-кратной перегрузке, т е. когда a = ng, вес человека (и любого другого тела) увеличивается в (1 + n) раз.

Чем меньше время действия перегрузки, тем большую перегрузку способен выдержать человек. Так, установлено, что человек, находясь в вертикальном положении, достаточно хорошо переносит перегрузки от 8g за 3 с до 5g за 12–15 с. При мгновенном действии, когда они длятся менее 0,1 с, человек способен переносить двадцатикратные и даже большие перегрузки.

После выключения двигателей, когда космический корабль выходит на орбиту вокруг Земли, его ускорение, как мы знаем, становится равным ускорению свободного падения: a = g. Точно такое же ускорение будет и у космонавта, находящегося внутри корабля. Это ускорение направлено вниз, к центру Земли, и поэтому теперь из двух сил N и mg, действующих на космонавта, преобладающей оказывается сила тяжести. Их равнодействующая F = mg – N по второму закону Ньютона равна произведению массы на ускорение космонавта, т.е. mg. Поэтому

mg – N = mg,

откуда

N = 0.

Это означает, что опора никак не реагирует на присутствие космонавта. По третьему закону Ньютона такое возможно лишь в том случае, если и сам космонавт не оказывает никакого действия на свою опору, т. е. его вес равен нулю.

Состояние тела, при котором его вес равен нулю, называется невесомостью.

Следует помнить, что невесомость означает отсутствие веса, а не массы. Масса тела, находящегося в состоянии невесомости, остается такой же, какой и была.

В состоянии невесомости все тела и их отдельные части перестают давить друг на друга. Космонавт при этом перестает ощущать собственную тяжесть; предмет, выпущенный из его пальцев, никуда не падает; маятник замирает в отклоненном положении; исчезает различие между полом и потолком. Все эти явления объясняются тем, что гравитационное поле сообщает всем телам в космическом корабле одно и то же ускорение. Именно поэтому выпущенный космонавтом предмет (без сообщения ему скорости) никуда не падает: ведь он не может ни «догнать» какую-нибудь стенку кабины, ни «отстать» от нее; все они — и предметы и стены — движутся с одинаковым ускорением.

Наряду с этим невесомость в условиях орбитального полета играет роль специфического раздражителя, действующего на организм человека. Она оказывает существенное влияние на многие его функции: слабеют мышцы и кости, организм обезвоживается и т. д. Однако все эта изменения, вызванные невесомостью, обратимы. С помощью лечебной физкультуры, а также лекарственных препаратов нормальные функции организма могут быть снова восстановлены.

В состоянии невесомости может находиться не только космонавт в орбитальной космической станции, но и любое свободно падающее (без вращения) тело. Чтобы испытать это состояние, достаточно совершить простой прыжок: между моментом отрыва от Земли и моментом приземления вы будете невесомы!

Готовя космонавтов к космическому полету, состояние невесомости моделируют в специальных самолетах-лабораториях. Для воспроизведения на самолете состояния невесомости надо перевести самолет в режим набора высоты по параболической траектории с ускорением, равным ускорению свободного падения. Пока самолет будет двигаться по восходящей, а затем по нисходящей части параболы, пассажиры в нем будут невесомы.

??? 1. Что такое перегрузка? Когда она наступает? 2. Что называют коэффициентом перегрузки? 3. Во сколько раз увеличивается вес тела при n-кратной перегрузке? Почему? 4. Какие силы действуют на космонавта в стартующей ракете? Как они направлены? Какая из них больше? Сделайте соответствующий рисунок. 5. Что такое невесомость? Когда она возникает? 6. Как невесомость влияет на организм человека?

phscs.ru

На какой высоте наступает невесомость?

А ты подпрыгни на месте - вот и будет тебе счастье! Но только, конечно, весьма кратковременное. . Ну, а если вопрос про космический полёт - то как только произойдёт отключение двигателей! С работающими же двигателями невесомость не наступит даже за пределами Солнечной системы. Да что там - даже за пределами Галактики!..

приблизительно 35-36 тысяч км, на этой высоте спутники летают на второй космической

при стандартной высоте полета 11 000 метров это и дает требуемые 40 секунд "невесомости";

На любой. Подпрыгни - во время прыжка ты будешь находиться в невесомости. На спутниках невесомость существует потому, что сила тяжести уравновешивается при большой скорости центробежной силой. От высоты полета зависит только необходимая скорость, но через атмосферу лететь на необходимой на такой высоте скорости порядка 8 км/с было бы затруднительно ;)

Невесомость может наступать как только объект оторвется от земли. Поскольку состояние невесомости - это когда объект не давит на опору, то есть отсутствует вес (но не масса! ! ) . Удаленность от земли тут в общем не при чем. Если человека посадить в ящик, и сбросить с самолета, он будет находиться в состоянии невесомости. Фишка тут в том, что космический корабль тоже "падает" на землю, но поскольку обладает достаточной скоростью, реально упасть не может, до тех пор пока скорость не упадет до определенного значения. Немного об этих понятиях: невесомость — состояние, наблюдаемое нами, когда сила взаимодействия тела с опорой (вес тела) , возникающая в связи с гравитационным притяжением, действием других массовых сил, в частности силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела, отсутствует. Состояние невесомости характерно так же для инерциальной системы отсчёта (ИСО) , где вообще не действуют никакие силы на тело. Довольно часто исчезновение веса путают с исчезновением гравитационного притяжения. Это не так. В качестве примера можно привести ситуацию на Международной космической станции (МКС) . На высоте 350 километров (высота нахождения станции) ускорение свободного падения имеет значение 8,8 м/с², что всего лишь на 10 % меньше, чем на поверхности Земли. Состояние невесомости на МКС возникает за счёт движения по круговой орбите с первой космической скоростью. На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолёта по параболической (а на самом деле — баллистической, то есть такой, по которой летел бы самолет под воздействием одной лишь силы земного притяжения; эта траектория является параболой лишь при небольших скоростях движения; для спутника это эллипс, окружность или гипербола) траектории. Состояние невесомости можно ощутить в начальный момент свободного падения тела в атмосфере, когда сопротивление воздуха ещё невелико. Для понимания сути невесомости можно рассмотреть летящий по баллистической траектории самолёт. Такие применяются для тренировки космонавтов в России и США. В кабине пилота на нитке подвешен грузик, который обычно натягивает нитку вниз (если самолет покоится либо движется равномерно и прямолинейно) . Когда нить, на которой висит шарик не натянута, имеет место состояние невесомости. Таким образом, пилот должен управлять самолётом так, что бы шарик висел в воздухе, а нить не была натянута. Для достижения этого эффекта самолёт должен иметь постоянное ускорение g, направленное вниз. Таким образом, можно сказать, что самолёт «падает» вместе с шариком, ниткой, пилотом и космонавтами.

touch.otvet.mail.ru

Что такое невесомость с точки зрения физика и космонавта?

Что такое невесомость? Парящие чашки, возможность летать и ходить по потолку, с легкостью перемещать даже самые массивные предметы — таково романтическое представление об этом физическом понятии. Если спросить космонавта, что такое невесомость, он поведает, как сложно бывает в первую неделю на борту станции и как долго по возвращении приходится восстанавливаться, привыкая к условиям земного притяжения. Физик же, скорее всего, опустит подобные нюансы и с математической точностью раскроет понятие при помощи формул и цифр.

Определение

Начнем наше знакомство с явлением с раскрытия научной сути вопроса. Невесомость физика определяет как такое состояние тела, когда его движение или же внешние силы, воздействующие на него, не приводят к взаимному давлению частиц друг на друга. Последнее возникает всегда на нашей планете, когда какой-либо предмет перемещается или покоится: на него давит сила тяжести и противоположно направленная реакция поверхности, на которой объект расположен.

Исключение из этого правила — случаи свободного падения, то есть падения со скоростью, которое придает телу сила тяжести. В таком процессе отсутствует давление частиц друг на друга, появляется невесомость. Физика говорит, что на таком же принципе основано состояние, возникающее в космических кораблях и иногда в самолетах. Невесомость появляется в этих аппаратах, когда они движутся с постоянной скоростью в любом направлении и при этом находятся в состоянии свободного падения. Искусственный спутник или космический корабль доставляется на орбиту при помощи ракеты-носителя. Она придает им определенную скорость, которая сохраняется после выключения аппаратом собственных двигателей. Корабль при этом начинает перемещаться только под действием силы тяжести и возникает невесомость.

Неудобства

В начале космической эры встал вопрос о реакции тела на отсутствие притяжения. Невесомость в космосе была явлением не до конца понятным, хотя и предсказуемым. Сегодня ее влияние на человеческий организм в целом изучено.

Тонко настроенный механизм тела испытывает в условиях отсутствия силы тяжести колоссальный стресс. Космическая невесомость приводит к нарушению гидростатического давления жидкости в организме (в первую очередь крови), к исчезновению привычной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Некоторое время после прибытия на корабль или станцию астронавты подвергаются так называемому синдрому адаптации к космосу.

Влияние на организм

Что такое невесомость для новичка? Это головокружение, потеря ориентации. Возможно возникновение различных иллюзорных ощущений. Тело начинает приспосабливаться к новым условиям, но на перестройку нужно время. Как правило, работа организма налаживается в течение десяти дней.

Затем, однако, изменения продолжают происходить. Из-за отсутствия силы тяжести уменьшается общая нагрузка на организм. В результате космонавты в невесомости теряют массу, у них снижается работоспособность и, наоборот, повышается утомляемость. Изменяется и соотношение химических элементов в тканях: кости теряют часть необходимых им минералов. Нередко по возвращении на Землю после длительного пребывания на станции космонавт становится выше на несколько сантиметров. Причина кроется в той же невесомости. Результаты такого скачка роста бывают не самые приятные: возможно появление болей, ущемление нервов.

Дома

Последствия полетов для астронавтов этим не ограничиваются. После возвращения на Землю им приходится в течение некоторого времени адаптироваться обратно к силе тяжести. Что такое невесомость для космонавта, завершившего полет? Прежде всего это привычка. Сознание еще какой-то период отказывается принять факт наличия силы тяжести. В результате нередки случаи, когда космонавт вместо того, чтобы поставить чашку на стол, просто отпускал ее и осознавал ошибку, только услышав звон разбитой об пол посуды.

Питание

Одна из непростых и одновременно интересных задач для организаторов пилотируемых полетов — обеспечение космонавтов легко усваиваемой организмом под воздействием невесомости едой в удобной форме. Первые опыты не вызывали особого энтузиазма среди членов экипажей. Показателен в этом плане случай, когда американский астронавт Джон Янг вопреки строгим запретам пронес на борт сэндвич, есть который, правда, не стали, чтобы не нарушать устав еще больше.

На сегодняшний день с разнообразием на орбитальных станциях проблем нет. Перечень блюд, доступных для российских космонавтов, насчитывает 250 пунктов. Иногда грузовой корабль, стартующий к станции, доставляет свежее блюдо, заказанное кем-то из команды.

Основу рациона составляют сублимированные продукты. Все жидкие блюда, напитки, а также пюре упаковываются в алюминиевые тубы. Тара и оболочка продуктов продумывается таким образом, чтобы избежать появления крошек, парящих в невесомости и могущих попасть кому-то в глаз. Например, печенье делается достаточно маленьким и покрытым оболочкой, тающей во рту.

Знакомая обстановка

На станциях, подобных МКС, все условия стараются довести до привычных земных. Это и национальные блюда в меню, и необходимое как для функционирования организма, так и для нормальной работы аппаратуры движение воздуха, и даже обозначение пола и потолка. Последнее имеет, скорее, психологическую значимость. Космонавту в невесомости все равно, в каком положении работать, однако выделение условного пола и потолка снижает риск потери ориентации и способствует более быстрой адаптации.

Невесомость — одна из тех причин, почему в космонавты берут далеко не всех. Адаптация по прибытии на станцию и после возвращения на Землю сравнима с акклиматизацией, усиленной в несколько раз. Человек со слабым здоровьем такой нагрузки может не выдержать.

fb.ru

Интересные факты про невесомость | Интересные факты

Мы привыкли к тому, что все предметы вокруг нас имеют вес. Происходит это потому, что сила гравитации притягивает их к Земле. Даже если мы летим в самолёте или прыгаем с парашютом, вес никуда от нас не девается. Но что же произойдёт, если вес всё же исчезнет, когда это бывает и какие интересные явления наблюдаются в условиях невесомости? Обо всём этом — в данном посте.

Закон всемирного тяготения, открытый ещё Ньютоном, гласит, что все тела, имеющие массу, притягиваются друг к другу. Для тел с маленькой массой такое притяжение практически не заметно, но если тело имеет большую массу, такую, как наша планета Земля (а её масса в килограммах выражается 25-значным числом), то притяжение становится заметным. Поэтому все предметы притягиваются к Земле — если их поднять, они падают вниз, а когда упадут, сила тяжести прижимает их к поверхности. Это и приводит к тому, что всё на Земле имеет вес, даже воздух прижимается к Земле силой тяжести и своим весом давит на всё, что находится на её поверхности.

Когда вес может исчезнуть? Либо тогда, когда сила тяжести вообще не действует на тело, либо тогда, когда она действует, но телу ничто не мешает свободно падать. Хотя с удалением от Земли сила притяжения к ней уменьшается, даже на высоте в сотни и тысячи километров она остаётся ещё большой, поэтому избавиться от силы тяжести непросто. А вот оказаться в состоянии свободного падения вполне возможно.

Например, можно оказаться в состоянии невесомости, если оказаться в самолёте, движущемся по специальной траектории — так же, как тело, которому не мешало бы сопротивление воздуха.

Выглядит всё это так:

Конечно, долго по такой траектории самолёт двигаться не может, т. к. врежется в землю. Поэтому с длительным пребыванием в условиях невесомости сталкиваются только космонавты, живущие на орбитальной станции. И им приходится привыкать к тому, что многие привычные нам явления в условиях невесомости происходят совсем не так, как на Земле.

1) В невесомости можно легко перемещать тяжёлые предметы и перемещаться самому, приложив лишь небольшое усилие. Правда, по этой же причине любые предметы нужно специально закреплять, чтобы они не летали по орбитальной станции, а на время сна космонавты забираются в специальные мешки, прикреплённые к стене.

Для того, чтобы научиться двигаться в невесомости, нужно время, и у новичков это получается не сразу. «Они толкаются со всей силы и ударяются головой, путаются в проводах и прочее, так что это источник бесконечного веселья» — сказал на эту тему один из американских астронавтов.

2) Жидкости в невесомости принимают шарообразную форму. Воду не получится, как мы привыкли на Земле, хранить в открытой посуде, вылить из чайника и налить в чашку, даже вымыть руки не получится привычным для нас способом.

3) Пламя в условиях невесомости очень слабое и со временем затухает. Если в обычных условиях зажечь свечу, она будет гореть ярко, пока не сгорит. Но происходит это потому, что нагретый воздух становится легче и поднимается вверх, освобождая место для свежего воздуха, насыщенного кислородом. В невесомости конвекции воздуха не наблюдается и со временем кислород вокруг пламени выгорает и горение прекращается.

Горение свечи в обычных условиях и в невесомости (справа)

Но постоянный приток кислорода нужен не только для горения, но и для дыхания. Поэтому если космонавт неподвижен (например, спит), то в отсеке должен работать вентилятор, чтобы перемешивать воздух.

4) В невесомости можно получать уникальные материалы, которые трудно или вообще невозможно получить в земных условиях. Например, сверхчистые вещества, новые композиционные материалы, большие правильные кристаллы и даже лекарства. Если бы удалось снизить стоимость доставки грузов на орбиту и обратно, это решило бы многие технологические проблемы.

5) В невесомости на борту орбитальной станции были впервые обнаружены некоторые ранее неизвестные эффекты. Например, образование структур, напоминающих кристаллические, в плазме, или «эффект Джанибекова» — когда вращающийся предмет через определённые промежутки времени внезапно меняет ось вращения на 180 градусов.

Эффект Джанибекова:

6) Невесомость оказывает существенное влияние на человека и живые организмы. Хотя к жизни в невесомости можно приспособиться, сделать это не так просто. Оказавшись в состоянии невесомости впервые, человек теряет ориентацию в пространстве, возникает головокружение, т. к. вестибулярный аппарат перестаёт нормально работать. Другие изменения в организме включают перераспределение жидкости в организме, из-за чего отекает лицо и закладывает нос, из-за пропадания нагрузки на позвоночник увеличивается рост, а при длительном пребывании в невесомости атрофируются мышцы и теряют прочность кости. Чтобы уменьшить негативные изменения, космонавтам приходится регулярно выполнять специальные упражнения.

После возвращения на Землю космонавтам приходится вновь приспосабливаться к прежним условиям не только физически, но и психологически. Они могут, например, по привычке оставить стакан в воздухе, забыв, что он упадёт.

«Физика невесомости». Как работают законы физики в условиях невесомости, рассказывают космонавты на МКС:

Состояние - невесомость - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Состояние - невесомость

Cтраница 1

Состояние невесомости реализуется, например, is лифте, который свободно падает в поле тяготения Земли, или в космическом корабле, движущемся с неработающим двигателем в гравитационном поле. Такое состояние характерно для искусственных спутников и орбитальных космических станций. При невесомости действие на механическую систему гравитационного поля компенсируется силами инерции. [1]

Состояние невесомости возникает тогда, когда на тело действует только сила тяжести я поэтому оно движется с ускорением свободного падения. У человека в этом случае отсутствуют внутренние ( мышечные) напряжения и поэтому он не чувствует свой вес. [2]

Состояние невесомости реализуется, например, в лифте, который свободно падает в поле тяготения Земли, или в космическом корабле, движущемся с неработающим двигателем в гравитационном поле. Такое состояние характерно для искусственных спутников и орбитальных космических станций. При невесомости действие на механическую систему гравитационного поля компенсируется силами инерции. [3]

Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения модуля скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением; поэтому в корабле наблюдается явление невесомости. [4]

Состояние невесомости достигается в свободном полете. И спутник на орбите, и свободно летящий камень, и подпрыгнувший человек находятся в состоянии невесомости. Груз, подвешенный на нити, в свободном полете невесом и, следовательно, не натягивает нить. Легко изготовить прибор, который дает возможность наблюдать состояние невесомости. [5]

Состояние невесомости наступает в баллистических ракетах) и космических кораблях после того, как прекратилась работа двигателей и ракета или космический корабль вышли из плотных слоев атмосферы. Вначале под действием силы тяги реактивных двигателей ( см. § 124), направленной вверх, ракета или корабль движутся с большим ускорением а и набирают вертикальную скорость. [6]

Состояние невесомости может быть достигнуто различ-йыми способами, хотя оно ( вольно или невольно) и ассоциируется с плаванием космонавтов в кабине космического корабля. [7]

Почему состояние невесомости на борту орбитальной станции свидетельствует о пропорциональности силы земного тяготения массе притягиваемых тел. [8]

Определим состояние невесомости следующим образом: тело Q находится в невесомости, если равнодействующая всех внутренних сил, приложенных к любому элементу, выделенному в теле, равна нулю. [9]

В состоянии невесомости и на путях к этому сб-стоянию общая картина поведения жидкости совершенно меняется из-за изменения соотношения между силами поверхностного натяжения и инерционными силами. [11]

При состоянии невесомости все точки тела имеют равные уско-рения. [12]

В состоянии невесомости тело, находящееся под действием сил веса, сохраняет внутри космического корабля состояние равновесия или покоя относительно системы координат, связанной с космическим кораблем. Ясно, что при этом частицы тела освобождаются от взаимодействий и совершают движение относительно приближенно инерциальной системы отсчета вместе с кораблем как свободные материальные точки. [13]

В состоянии невесомости ось ротора при условии (7.9.13) описывает в подшипниках линейчатую двухполосную коническую поверхность. При этом режиме возникают кромочные контакты цапф и подшипников, в результате чего происходит развальцовывание подшипников со стороны их наружных торцовых поверхностей. [14]

В состоянии невесомости приобретают существенное значение силы взаимодействия между телами, которые в обычных условиях играют второстепенную роль из-за их малости по сравнению с весом. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru