Невесомость — Википедия с видео // WIKI 2

Космонавты на борту Международной космической станции

Горение свечи на Земле (слева) и в невесомости (справа)

Невесо́мость — состояние, в котором отсутствует сила взаимодействия тела с опорой или подвесом (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением или действием других массовых сил (в частности, силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела).

Иногда в качестве синонима названия этого явления используется термин микрогравитация, что неверно (создаётся впечатление, что гравитация отсутствует или пренебрежительно мала).

Энциклопедичный YouTube

• 1/5

  Просмотров:

  45 807

  48 044 608

  134 161

  65 281

  801

• ✪ Review — Gravity Falls: Lost Legends #1

• ✪ Quantum Gravity Documentary 2018 HD

• ✪ Summary — Tóm tắt Gravity Falls — Season 2 (Part 4)

• ✪ Невесомость (1976)

Содержание

Причины

Состояние невесомости имеет место, когда действующие на тело внешние силы являются только массовыми (силы тяготения), либо поле этих массовых сил локально однородно, то есть силы поля сообщают всем частицам тела в каждом его положении одинаковые по модулю и направлению ускорения (что при движении в поле тяготения Земли практически имеет место, если размеры тела малы по сравнению с радиусом Земли), либо начальные скорости всех частиц тела по модулю и направлению одинаковы (тело движется поступательно).

Например, космический аппарат и все находящиеся в нём тела, получив соответствующую начальную скорость, движутся под действием сил тяготения вдоль своих орбит практически с одинаковыми ускорениями (феномен присутствия ускорения после отключения тяги двигателя для тела, находящегося на орбите), как свободные; ни сами тела, ни их частицы взаимных давлений друг на друга не оказывают, то есть находятся в состоянии невесомости. При этом по отношению к кабине аппарата находящееся в нём тело может в любом месте оставаться в покое (свободно «висеть» в пространстве). Хотя силы тяготения при невесомости действуют на все частицы тела, но нет внешних поверхностных сил, которые могли бы вызывать взаимные давления частиц друг на друга.^[1]

Таким образом, любое тело, размеры которого малы по сравнению с земным радиусом, совершающее свободное поступательное движение в поле тяготения Земли, будет, при отсутствии других внешних сил, находиться в состоянии невесомости. Аналогичным будет результат для движения в поле тяготения любых других небесных тел.

В реальности для всех тел конечных размеров существует разность гравитационных ускорений, вызванная разницей в расстоянии разных точек тела от Земли. Эта небольшая разность стремится вытянуть тело в радиальном направлении.^[2]

История

Изменение веса шарика при его свободном падении в жидкости было отмечено ещё Лейбницем. В 1892—1893 гг. несколько опытов, демонстрирующих возникновение невесомости при свободном падении, поставил профессор МГУ Н. А. Любимов, например, маятник, выведенный из положения равновесия при свободном падении, не качался^[3].

Особенности деятельности человека и работы техники

В условиях невесомости на борту космического аппарата многие физические процессы (конвекция, горение и т. д.) протекают иначе, чем на Земле. Отсутствие силы тяжести, в частности, требует специальной конструкции таких систем как душ, туалет, системы разогрева пищи, вентиляции и т. д. Во избежание образования застойных зон, где может скапливаться углекислый газ, и для обеспечения равномерного смешивания теплого и холодного воздуха, на МКС, например, установлено большое количество вентиляторов. Прием пищи и питьё, личная гигиена, работа с оборудованием и в целом обычные бытовые действия также имеют свои особенности и требуют от космонавта выработки привычки и нужных навыков.

Влияние невесомости неизбежно учитывается в конструкции жидкостного ракетного двигателя, предназначенного для запуска в невесомости. Жидкие компоненты топлива в баках ведут себя точно так же, как и любая жидкость (образуют жидкие сферы). По этой причине подача жидких компонентов из баков в топливные магистрали может стать невозможной. Для компенсации такого эффекта применяется специальная конструкция баков (с разделителями газовой и жидкой сред), а также — процедура осадки топлива перед запуском двигателя. Такая процедура состоит во включении вспомогательных двигателей корабля на разгон; создаваемое ими небольшое ускорение осаживает жидкое топливо на днище бака, откуда система подачи направляет топливо в магистрали.

Воздействие на организм человека

При переходе из условий наличия веса тела у поверхности Земли к условиям невесомости (в первую очередь — при выходе космического корабля на орбиту), у большинства космонавтов наблюдается реакция организма, называемая синдромом космической адаптации.

При длительном (более недели) пребывании человека в космосе отсутствие веса тела начинает вызывать в организме определённые вредные изменения^[4].

Первое и самое очевидное последствие невесомости — стремительное атрофирование мышц: мускулатура фактически выключается из деятельности человека, в результате падают все физические характеристики организма^[4]. Кроме того, следствием резкого уменьшения активности мышечных тканей является сокращение потребления организмом кислорода, и из-за возникающего избытка гемоглобина может понизиться деятельность костного мозга, синтезирующего его (гемоглобин)

[4].

Также есть основания полагать, что ограничение подвижности нарушит фосфорный обмен в костях, что приведёт к снижению их прочности^[4].

Вес и гравитация

Довольно часто исчезновение веса путают с исчезновением гравитационного притяжения, но это вовсе 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 не из-за «отсутствия гравитации», а за счёт движения по круговой орбите с первой космической скоростью, то есть космонавты как бы постоянно «падают вперёд» со скоростью 7,9 км/с.

Невесомость на Земле

Траектория маневра для достижения невесомости

Астронавты Проекта Меркури на борту C-131 Samaritan, 1959

На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолёта по баллистической траектории, то есть такой траектории, по которой летел бы самолёт под воздействием одной лишь силы земного притяжения. Эта траектория при небольших скоростях движения получается параболой (так называемой «параболой Кеплера»), из-за чего её иногда ошибочно называют «параболической». В общем случае траектория представляет собой эллипс или гиперболу.

Такие методы применяются для тренировки космонавтов в России и США. В кабине пилота на нитке подвешен шарик, который обычно натягивает нитку вниз (если самолёт покоится, либо движется равномерно и прямолинейно). Отсутствие натяжения нити, на которой висит шарик, свидетельствует о невесомости. Таким образом, пилот должен управлять самолётом так, чтобы шарик висел в воздухе без натяжения нити. Для достижения этого эффекта самолёт должен иметь постоянное ускорение равное g и направленное вниз. Другими словами, пилоты создают нулевую перегрузку. Длительно такую перегрузку (до 40 секунд) можно создать, если выполнить специальную фигуру пилотажа «провал в воздухе». Пилоты резко начинают набор высоты, выходя на «параболическую» траекторию, которая заканчивается таким же резким сбросом высоты. Внутри фюзеляжа имеется камера, в которой тренируются будущие космонавты, она представляет собой полностью обитую мягким покрытием пассажирскую кабину без кресел, чтобы избежать травм как в моменты невесомости, так и в моменты перегрузок.

Подобное чувство невесомости (частичной) человек испытывает при полётах рейсами гражданской авиации во время посадки. Однако в целях безопасности полёта и из-за большой нагрузки на конструкцию самолёта, любой рейсовый самолёт сбрасывает высоту, совершая несколько протяженных спиральных витков (с высоты полёта в 11 км до высоты захода на посадку порядка 1-2 км). То есть спуск производится в несколько заходов, во время которых пассажир на несколько секунд ощущает, что его немного отрывает от кресла вверх. Это же чувство испытывают и автомобилисты, знакомые с трассами, проходящими по крутым холмам, когда машина начинает съезжать с верхушки вниз.

Утверждения, что самолёт для создания кратковременной невесомости выполняет фигуры высшего пилотажа типа «петли Нестерова» — не более чем миф. Тренировки выполняются в слегка модифицированных серийных пассажирских или грузовых самолётах, для которых фигуры высшего пилотажа и подобные режимы полёта являются закритическими и могут привести к разрушению машины в воздухе или быстрому усталостному износу несущих конструкций.

Состояние невесомости можно ощутить в начальный момент свободного падения тела в атмосфере, когда сопротивление воздуха ещё невелико.

Существует несколько самолётов, способных проводить полёты с достижением состояния невесомости без вылета в космос. Технология используется как для тренировок космическими агентствами, так и для коммерческих полётов частных лиц. Подобные полёты проводят американская авиакомпания Zero Gravity, Роскосмос (на Ил-76 МДК c 1988 года, полёты также доступны для частных лиц^[5]), NASA (на Boeing KC-135) , Европейское космическое агентство (на Airbus A-310)^[6] Типичный полёт продолжается около полутора часов. В течение полёта проводятся 10-15 сессий невесомости, для достижения которых самолёт совершает крутое пике. Длительность каждой сессии невесомости около 25 секунд

[7]. Более 15000 человек совершили полёты по состоянию на ноябрь 2017 года^[8]. Многие известные люди совершили полёты в невесомости на борту самолёта, в их числе: Баз Олдрин, Джон Кармак, Тони Хоук, Ричард Брэнсон, Артемий Лебедев. Стивен Хокинг также совершил короткий полёт 26 апреля 2007 года^[9][10][11].

Другим способом моделирования невесомости, причём в течение длительного времени, является создание гидроневесомости.

Примечания

Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 9 июня 2020 в 19:00.

Невесомость — Википедия

Космонавты на борту Международной космической станции Горение свечи на Земле (слева) и в невесомости (справа) Приземление кошек на четыре лапы в условиях нормальной гравитации и в невесомости

Невесо́мость — состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, ничтожно мала. Иногда можно услышать и другое название этого эффекта — микрогравитация.

Особенности деятельности человека и работы техники

В условиях невесомости на борту космического аппарата многие физические процессы (конвекция, горение и т. д.) протекают иначе, чем на Земле. Отсутствие силы тяжести, в частности, требует специальной конструкции таких систем как душ, туалет, системы разогрева пищи, вентиляции и т. д. Во избежание образования застойных зон, где может скапливаться углекислый газ, и для обеспечения равномерного смешивания теплого и холодного воздуха, на МКС, например, установлено большое количество вентиляторов. Прием пищи и питьё, личная гигиена, работа с оборудованием и в целом обычные бытовые действия также имеют свои особенности и требуют от космонавта выработки привычки и нужных навыков.

Влияние невесомости неизбежно учитывается в конструкции жидкостного ракетного двигателя, предназначенного для запуска в невесомости. Жидкие компоненты топлива в баках ведут себя точно так же, как и любая жидкость (образуют жидкие сферы). По этой причине подача жидких компонентов из баков в топливные магистрали может стать невозможной. Для компенсации такого эффекта применяется специальная конструкция баков (с разделителями газовой и жидкой сред), а также — процедура осадки топлива перед запуском двигателя. Такая процедура состоит во включении вспомогательных двигателей корабля на разгон; создаваемое ими небольшое ускорение осаживает жидкое топливо на днище бака, откуда система подачи направляет топливо в магистрали.

Воздействие на организм человека

При переходе из условий земной гравитации к условиям невесомости (в первую очередь — при выходе космического корабля на орбиту), у большинства космонавтов наблюдается реакция организма, называемая синдромом космической адаптации.

При длительном (более недели) пребывании человека в космосе отсутствие гравитации начинает вызывать в организме определённые изменения, носящие негативный характер^[1].

Первое и самое очевидное последствие невесомости — стремительное атрофирование мышц: мускулатура фактически выключается из деятельности человека, в результате падают все физические характеристики организма^[1]. Кроме того, следствием резкого уменьшения активности мышечных тканей является сокращение потребления организмом кислорода, и из-за возникающего избытка гемоглобина может понизиться деятельность костного мозга, синтезирующего его (гемоглобин)^[1].

Также есть основания полагать, что ограничение подвижности нарушит фосфорный обмен в костях, что приведёт к снижению их прочности^[1].

Вес и гравитация

Довольно часто исчезновение веса путают с исчезновением гравитационного притяжения, но это вовсе 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 не из-за «отсутствия гравитации», а за счёт движения по круговой орбите с первой космической скоростью, то есть космонавты как бы постоянно «падают вперед» со скоростью 7,9 км/с.

Невесомость на Земле

Траектория маневра для достижения невесомости Астронавты Проекта Меркури на борту C-131 Samaritan, 1959

На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолёта по баллистической траектории, то есть такой траектории, по которой летел бы самолёт под воздействием одной лишь силы земного притяжения. Эта траектория при небольших скоростях движения получается параболой, из-за чего её иногда ошибочно называют «параболической». В общем случае траектория представляет собой эллипс или гиперболу.

Такие методы применяются для тренировки космонавтов в России и США. В кабине пилота на нитке подвешен шарик, который обычно натягивает нитку вниз (если самолёт покоится, либо движется равномерно и прямолинейно). Отсутствие натяжения нити, на которой висит шарик, свидетельствует о невесомости. Таким образом, пилот должен управлять самолётом так, чтобы шарик висел в воздухе без натяжения нити. Для достижения этого эффекта самолёт должен иметь постоянное ускорение равное g и направленное вниз. Другими словами, пилоты создают нулевую перегрузку. Длительно такую перегрузку (до 40 секунд) можно создать, если выполнить специальную фигуру пилотажа «провал в воздухе». Пилоты резко начинают набор высоты, выходя на «параболическую» траекторию, которая заканчивается таким же резким сбросом высоты. Внутри фюзеляжа имеется камера, в которой тренируются будущие космонавты, она представляет собой полностью обитую мягким покрытием пассажирскую кабину без кресел, чтобы избежать травм как в моменты невесомости, так и в моменты перегрузок.

Подобное чувство невесомости (частичной) человек испытывает при полётах рейсами гражданской авиации во время посадки. Однако в целях безопасности полёта и из-за большой нагрузки на конструкцию самолёта, любой рейсовый самолёт сбрасывает высоту, совершая несколько протяженных спиральных витков (с высоты полёта в 11 км до высоты захода на посадку порядка 1-2 км). То есть спуск производится в несколько заходов, во время которых пассажир на несколько секунд ощущает, что его немного отрывает от кресла вверх. Это же чувство испытывают и автомобилисты, знакомыми с трассами, проходящими по крутым холмам, когда машина начинает съезжать с верхушки вниз.

Утверждения, что самолёт для создания кратковременной невесомости выполняет фигуры высшего пилотажа типа «петли Нестерова» — не более чем миф. Тренировки выполняются в слегка модифицированных серийных пассажирских или грузовых самолётах, для которых фигуры высшего пилотажа и подобные режимы полёта являются закритическими и могут привести к разрушению машины в воздухе или быстрому усталостному износу несущих конструкций.

Состояние невесомости можно ощутить в начальный момент свободного падения тела в атмосфере, когда сопротивление воздуха ещё невелико.

Существует несколько самолётов, способных проводить полёты с достижением состояния невесомости без вылета в космос. Технология используется как для тренировок космическими агентствами, так и для коммерческих полётов частных лиц. Подобные полёты проводят американская авиакомпания Zero Gravity, Роскосмос (на Ил-76 МДК c 1988 года, полёты также доступны для частных лиц^[2]), NASA (на Boeing KC-135) , Европейское космическое агентство (на Airbus A-310)^[3] Типичный полёт продолжает около полутора часов. В течение полёта проводятся 10-15 сессий невесомости, для достижения которых самолёт совершает крутое пике. Длительность каждой сессии невесомости около 25 секунд^[4]. Более 15000 человек совершили полёты по состоянию на ноябрь 2017 года^[5]. Многие известные люди совершили полёты в невесомости на борту самолёта, в их числе: Баз Олдрин, Джон Кармак, Тони Хоук, Ричард Брэнсон, Артемий Лебедев. Стивен Хокинг также совершил короткий полёт 26 апреля 2007 года^[6][7][8].

Примечания

Ссылки

newecomoct

Вес тела (вещества) это понятие относительное. Говоря о весе нужно обязательно оговаривать относительно чего этот вес действует. Так же следует иметь ввиду, что вес тела (вещества) возникает не потому, что Земля притягивает это тело, а потому, что вокруг Земли существует воздушная оболочка (атмосфера). Взаимодействие атомов воздуха и атомов тела, окруженного воздухом вызывает появление силы веса (гравитационной силы).

Сила веса возникает потому, что давление атомов воздуха оказываемое на тело сверху больше, чем давление снизу (по бокам давление воздуха одинаково).

Очень важно также здесь отметить, что сила веса зависит не от абсолютного значения величины давления воздуха, а от разности давлений сверху и снизу тела.

Поэтому вес тела не изменится если давление сверху и снизу увеличить например на 10 атмосфер.Так как разница останется той же самой.

В случае когда разница в давлениях сверху и снизу равна нулю, тело не имеет веса относительно воздуха который его окружает. Т. е. тело находится в невесомости относительно окружающего воздуха.

Другими словами, в состоянии невесомости ( например железного шара), давление атомов воздуха на атомы шара (находящиеся в его поверхностном слое), одинаково со всех направлений (например на каждый сантиметр поверхности шара действует давление 3 атмосферы).

Такое условие наступает в том случае, когда шар находится в состоянии свободного падения в направлении к поверхности Земли. В этом случае давление на нижнюю часть шара увеличивается за счет лобового сопротивления воздуха, а вверху шара создается разряжение. 

Изменение давления воздуха на шар, вызванное его движением, приводят к тому, что давление воздуха на шар сверху и снизу выравниваются. При этом разница в давлениях становится равной нулю. Соответситвенно и вес тела тоже будет равен нулю. Тело замедляет скорость движения в направлении к Земле. При этом сила давления вызванная лобовым сопротивлением и сила разряжения вверху шара тоже уменьшаются. Снова возникает сила веса и процесс повторяется.

Конечно же процесс этот не сопровождается такими скачками как это я описал, он протекает плавно. И в процессе свободного падения шара силы давления воздуха на любую плошадь его поверхности остаются одинаковыми.

Поэтому можно сказать, что вес свободно падающего тела  относительно окружающего его воздуха равен нулю. Шар при свободном падении находится в состоянии невесомости  относительно атмосферы воздуха окружающей Землю, а относительно Земли шар имеет вес.

 

Теперь предположим, что наш , падающий в воздухе железный шар , полый, ивнутренний объем его заполнен воздухом.

Это как раз и есть тот самый корпус лифта или корпус космического корабля.

То, что корпус будет находится в невесомости мы уже выяснили.

Возникает вопрос, будет ли находиться в невесомости тело(например космонавт), находящееся внутри полого шара?

Оказывается он не будет находиться в невесомости. Хотя сила веса его будет настолько мала, что по сравнению с весом этого тела на поверхности Земли ей можно принебречь.

В невесомости тело внутри шарообразной кабины корабля будет находиться в том случае, если оно будет иметь форму шара, и находиться точно в геометрическом центре  кабины корабля. Во всех остальных точках оно будет иметь маленький вес.

Этот маленький вес будет перемещать наш шарик к внутренней поверхности большого шара.

Давление воздуха в полости большого шара будет распределено в его объеме таким образом, что чем ближе мы будем приближаться к центру шара, тем выше будет давление. Максимальным оно будет в геометрическом центре шара. Потому маленький шарик, геометрический центр которого будет совпадать с геометрическим центром большого шара, будет испытывать равномерное давление на своей поверхности.

Если же его сместить относительно центра в любую из сторон, то на его поверхность будут дествовать различные силы давления. Это и приведет к появлению веса.

Разность этих давлений будет мала потому, что соотношение размеров большого и малого шаров невелики.

Следует так же отметить, что если шар заполнить не воздухом а водой, а в качестве рассматриваемого тела использовать пузырек воздуха, то он всегда будет стремиться занять положение в геометрическом центре большого шара. Это происходит потому, что удельный вес воздуха меньше чем воды. Подробнее об этом здесь рассказывать не буду.

 

Прежде чем дать определение понятия невесомости остановлюсь еще на одном примере.

Предположим, что железный шар лежит на горизонтальной площадке Земли.

Физика 9 кл. Невесомость — Класс!ная физика

Физика 9 кл. Невесомость

Подробности

Просмотров: 90

6. Когда появляется состояние невесомости?

Тело, находящееся в свободном падении, испытывает состояние невесомости.
Невесомость, значит у тела нет веса.
Что такое вес? Это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.
Свободно падающие предметы теряют свой вес, они не давят на опору, они невесомы.

Например:
Подпрыгнувший в воздушной среде человек практически становится невесом.
То же самое с камнем, неважно, падает камень вниз, или он подброшен вверх.
Невесом при падении парашютист, пока над ним не раскроется купол парашюта.

В данных примерах малым сопротивлением воздуха пренебрегаем, считая падение тел свободным.
Истинное свободное падение тел можно наблюдать в вакууме.

7. В чем состоит причина невесомости?

Невесомость объясняется тем, что сила тяжести (иначе сила всемирного тяготения) сообщают всем телам одинаковое ускорение g.
Всякое тело, на которое действует только сила тяжести, находится в состоянии невесомости.
Именно в таких условиях находится всякое свободно падающее тело.

8. Как на опыте продемонстрировать невесомость?

Вес тела, движущегося под действием только силы тяжести, равен нулю.
В этом можно убедиться с помощью опытов

Опыт 1.

а) К динамометру подвешен металлический шарик.
Вес шарика равен 0,5 Н.
б) Если нить, удерживающую динамометр, перерезать, то он будет свободно падать (сопротивлением воздуха в данном случае можно пренебречь).
При падении указатель переместится на нулевую отметку, значит, вес шарика стал равен нулю.
Вес свободно падающего динамометра тоже равен нулю.
Шарик и динамометр движутся с одинаковым ускорением, не оказывая друг на друга никакого влияния, т.е. находятся в состоянии невесомости.
Динамометр и шарик свободно падали из состояния покоя.

Опыт 2.

в) Возьмём полиэтиленовый пакет и на 1/3 заполним его водой; удалим из пакета воздух и завяжем его.
г) Если взять пакет за нижнюю часть и перевернуть, то свитая часть пакета под весом воды раскрутится и заполнится водой.
д, е) Если же, переворачивая пакет, удерживать жгут, а затем подкинуть пакет вверх, то и во время подъёма, и во время падения пакета жгут не будет раскручиваться.
То есть во время полёта вода не действует своим весом на пакет, так как становится невесомой.
Можно перекидывать этот пакет друг другу, но и тогда пакет сохранит в полёте свою форму со жгутом.

9. Исчезает ли сила притяжения тела к Земле при переходе тела в состояние невесомости?

Нет, не исчезает.
Если стрелка падающего динамометра с грузом (как в опыте, описанном выше) возвращается на нуль, то это не значит, что исчезла сила тяжести.
Исчез вес, то есть сила, с которой груз действует на подвес.
Сила же тяжести, действующая на весы и на груз, остается, и именно она — причина свободного падения тела.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Невесомость — Википедия. Что такое Невесомость

Космонавты на борту Международной космической станции Горение свечи на Земле (слева) и в невесомости (справа) Приземление кошек на четыре лапы в условиях нормальной гравитации и в невесомости

Невесо́мость — состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, ничтожно мала. Иногда можно услышать и другое название этого эффекта — микрогравитация.

Особенности деятельности человека и работы техники

В условиях невесомости на борту космического аппарата многие физические процессы (конвекция, горение и т. д.) протекают иначе, чем на Земле. Отсутствие силы тяжести, в частности, требует специальной конструкции таких систем как душ, туалет, системы разогрева пищи, вентиляции и т. д. Во избежание образования застойных зон, где может скапливаться углекислый газ, и для обеспечения равномерного смешивания теплого и холодного воздуха, на МКС, например, установлено большое количество вентиляторов. Прием пищи и питьё, личная гигиена, работа с оборудованием и в целом обычные бытовые действия также имеют свои особенности и требуют от космонавта выработки привычки и нужных навыков.

Влияние невесомости неизбежно учитывается в конструкции жидкостного ракетного двигателя, предназначенного для запуска в невесомости. Жидкие компоненты топлива в баках ведут себя точно так же, как и любая жидкость (образуют жидкие сферы). По этой причине подача жидких компонентов из баков в топливные магистрали может стать невозможной. Для компенсации такого эффекта применяется специальная конструкция баков (с разделителями газовой и жидкой сред), а также — процедура осадки топлива перед запуском двигателя. Такая процедура состоит во включении вспомогательных двигателей корабля на разгон; создаваемое ими небольшое ускорение осаживает жидкое топливо на днище бака, откуда система подачи направляет топливо в магистрали.

Воздействие на организм человека

При переходе из условий земной гравитации к условиям невесомости (в первую очередь — при выходе космического корабля на орбиту), у большинства космонавтов наблюдается реакция организма, называемая синдромом космической адаптации.

При длительном (более недели) пребывании человека в космосе отсутствие гравитации начинает вызывать в организме определённые изменения, носящие негативный характер^[1].

Первое и самое очевидное последствие невесомости — стремительное атрофирование мышц: мускулатура фактически выключается из деятельности человека, в результате падают все физические характеристики организма^[1]. Кроме того, следствием резкого уменьшения активности мышечных тканей является сокращение потребления организмом кислорода, и из-за возникающего избытка гемоглобина может понизиться деятельность костного мозга, синтезирующего его (гемоглобин)^[1].

Также есть основания полагать, что ограничение подвижности нарушит фосфорный обмен в костях, что приведёт к снижению их прочности^[1].

Вес и гравитация

Довольно часто исчезновение веса путают с исчезновением гравитационного притяжения, но это вовсе 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 не из-за «отсутствия гравитации», а за счёт движения по круговой орбите с первой космической скоростью, то есть космонавты как бы постоянно «падают вперед» со скоростью 7,9 км/с.

Невесомость на Земле

Траектория маневра для достижения невесомости Астронавты Проекта Меркури на борту C-131 Samaritan, 1959

На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолёта по баллистической траектории, то есть такой траектории, по которой летел бы самолёт под воздействием одной лишь силы земного притяжения. Эта траектория при небольших скоростях движения получается параболой, из-за чего её иногда ошибочно называют «параболической». В общем случае траектория представляет собой эллипс или гиперболу.

Такие методы применяются для тренировки космонавтов в России и США. В кабине пилота на нитке подвешен шарик, который обычно натягивает нитку вниз (если самолёт покоится, либо движется равномерно и прямолинейно). Отсутствие натяжения нити, на которой висит шарик, свидетельствует о невесомости. Таким образом, пилот должен управлять самолётом так, чтобы шарик висел в воздухе без натяжения нити. Для достижения этого эффекта самолёт должен иметь постоянное ускорение равное g и направленное вниз. Другими словами, пилоты создают нулевую перегрузку. Длительно такую перегрузку (до 40 секунд) можно создать, если выполнить специальную фигуру пилотажа «провал в воздухе». Пилоты резко начинают набор высоты, выходя на «параболическую» траекторию, которая заканчивается таким же резким сбросом высоты. Внутри фюзеляжа имеется камера, в которой тренируются будущие космонавты, она представляет собой полностью обитую мягким покрытием пассажирскую кабину без кресел, чтобы избежать травм как в моменты невесомости, так и в моменты перегрузок.

Подобное чувство невесомости (частичной) человек испытывает при полётах рейсами гражданской авиации во время посадки. Однако в целях безопасности полёта и из-за большой нагрузки на конструкцию самолёта, любой рейсовый самолёт сбрасывает высоту, совершая несколько протяженных спиральных витков (с высоты полёта в 11 км до высоты захода на посадку порядка 1-2 км). То есть спуск производится в несколько заходов, во время которых пассажир на несколько секунд ощущает, что его немного отрывает от кресла вверх. Это же чувство испытывают и автомобилисты, знакомыми с трассами, проходящими по крутым холмам, когда машина начинает съезжать с верхушки вниз.

Утверждения, что самолёт для создания кратковременной невесомости выполняет фигуры высшего пилотажа типа «петли Нестерова» — не более чем миф. Тренировки выполняются в слегка модифицированных серийных пассажирских или грузовых самолётах, для которых фигуры высшего пилотажа и подобные режимы полёта являются закритическими и могут привести к разрушению машины в воздухе или быстрому усталостному износу несущих конструкций.

Состояние невесомости можно ощутить в начальный момент свободного падения тела в атмосфере, когда сопротивление воздуха ещё невелико.

Существует несколько самолётов, способных проводить полёты с достижением состояния невесомости без вылета в космос. Технология используется как для тренировок космическими агентствами, так и для коммерческих полётов частных лиц. Подобные полёты проводят американская авиакомпания Zero Gravity, Роскосмос (на Ил-76 МДК c 1988 года, полёты также доступны для частных лиц^[2]), NASA (на Boeing KC-135) , Европейское космическое агентство (на Airbus A-310)^[3] Типичный полёт продолжает около полутора часов. В течение полёта проводятся 10-15 сессий невесомости, для достижения которых самолёт совершает крутое пике. Длительность каждой сессии невесомости около 25 секунд^[4]. Более 15000 человек совершили полёты по состоянию на ноябрь 2017 года^[5]. Многие известные люди совершили полёты в невесомости на борту самолёта, в их числе: Баз Олдрин, Джон Кармак, Тони Хоук, Ричард Брэнсон, Артемий Лебедев. Стивен Хокинг также совершил короткий полёт 26 апреля 2007 года^[6][7][8].

Примечания

Ссылки

Что такое гравитация и как она работает?

Латинское слово gravitas означает вес и дает нам слово «гравитация», которое является силой, которая дает объектам их вес. Это также корень слова «гравитировать», которое описывает то, что делает гравитация: заставляет объекты притягиваться друг к другу. Это то, что удерживает людей на Земле и держит Землю на своем месте в Солнечной системе. Хотя древние философы задавались вопросом, почему объекты падали столетия назад, у ученых до сих пор остаются вопросы о том, как действует гравитация и сегодня.

Что такое гравитация?

Проще говоря, гравитация — это сила, которая притягивает два тела друг к другу. Все, что имеет материю, то есть все, к чему можно прикоснуться, имеет гравитационное притяжение. Это включает в себя яблоки, людей и Землю. Несмотря на термин невесомость, невозможно избежать гравитационных сил. Космонавты все еще подвержены воздействию гравитации, но они движутся так быстро, что не приближаются к центру планеты и находятся в постоянном состоянии свободного падения.

Гравитация, масса и расстояние

Степень гравитации любого объекта пропорциональна массе объекта. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Поскольку Земля является самым крупным и ближайшим объектом вокруг, все притягивается к ее гравитационному притяжению, а это означает, что яблоки падают на землю, а не притягиваются к голове человека.

Расстояние также влияет на гравитацию. Если объект находится далеко, то гравитационное притяжение слабее. Например, в космосе есть точка, где притяжение Марса становится сильнее притяжения Земли.

Фундаментальные силы во Вселенной

По мнению физиков, четыре фундаментальные силы Вселенной — это гравитация, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. Силы изменяют движение объекта, и эти четыре фундаментальные силы определяют, как все во Вселенной взаимодействует. Гравитация — самая слабая сила, но она наиболее легко видима и оказывает наибольшее влияние на крупномасштабном уровне. Это не только причина, по которой люди могут ходить по Земле, но и удерживает планеты, вращающиеся по орбите вокруг Солнца, и Солнце на своем месте в галактике.

Древняя история гравитационной теории

Древние греки верили, что сила, притягивающая предметы к Земле, была внутренней тяжестью, а не внешней силой. Тяжелые люди естественным образом притягиваются к Земле, в то время как легкие языки пламени прыгают к небу. Напротив, индийские ученые, в частности Арьябхата, говорили, что некая сила удерживает объекты на Земле, хотя его теория помещает Землю в центр вселенной. В 600-х годах н. э. математик Брахмагупта был первым, кто описал гравитацию как силу притяжения.

Гравитационная теория эпохи Возрождения

Говорят, что Галилей бросал предметы со стороны падающей Пизанской башни, чтобы наблюдать, что происходит, когда они падают. Независимо от того, была ли задействована башня или нет, Галилей обнаружил, что все объекты имеют тенденцию ускоряться с одинаковой скоростью при падении. Другие ученые основывались на своей работе, а Гримальди и Риччоли вычислили гравитационную постоянную. Другие работы по гравитации сосредоточены вокруг астрономии и Иоганна Кеплера, построенного на этих теориях для расчета орбит известных планет.

Закон всемирного тяготения

Другая легенда о гравитации гласит, что Исаак Ньютон был поражен падающим яблоком и понял, что должна быть сила, заставляющая вещи падать на землю. Он написал уравнение, в котором описывается сила гравитации, показывающее, что чем массивнее объекты, тем больше сила притяжения между ними. Оно также показало, что чем дальше они находятся, тем слабее тяга. Некоторые планеты двигались так, что не могли объяснить это уравнение, но по большей части оно существовало веками.

Эйнштейн и общая теория относительности

Теория общей относительности Эйнштейна изменила взгляд физиков на гравитацию. Считается, что воздействие гравитации вызвано не силой, а кривой в пространстве-времени, которая возникает вокруг крупных объектов, а скорее похожа на шар для боулинга, сидящий на батуте. Эта теория объяснила странную орбиту Меркурия и установила ньютоновскую гравитацию на его голову, поскольку гравитация больше не была силой, а следствием геометрии.

Что делает гравитация?

Гравитация оказывает несколько воздействий на реальный мир. Помимо того, что гравитация не только удерживает предметы на земле, но и придает им вес. Объекты меньше весят на планетах с меньшей гравитационной тягой. Гравитация Луны — это сила, которая создает океанские приливы. Гравитация также удерживает Землю на комфортном расстоянии от Солнца и удерживает атмосферу на месте, давая всем живым существам воздух, пригодный для дыхания, и защищая их от солнечного излучения.

Гравитация и сотворение Вселенной.

Гравитация также является существенным элементом в создании Вселенной. Газы, существующие во Вселенной, притягиваются друг к другу под действием гравитации и объединяются в крупные объекты, в том числе звезды и планеты. Некоторые исследователи считают, что именно гравитация стабилизировала частицы после Большого взрыва, остановив коллапс Вселенной. Гравитация притягивает солнечные системы друг к другу, образуя галактики, и как таковая является основополагающим элементом в создании Вселенной.

Гравитация и научные исследования

Научные исследования в области гравитации будут продолжаться и в будущем. Теория относительности объясняет некоторые аномалии в ньютоновской гравитации; во Вселенной все еще есть тайны, которые ученые не могут объяснить. Гравитация не вписывается в теорию квантовых полей, и ученые до сих пор исследуют, как она соединяется с другими фундаментальными силами. Исследования гравитации также имеют более практическое применение. Космические аппараты НАСА отслеживают изменения гравитации Земли, что помогает ученым отслеживать изменения уровня моря и земной коры.

невесомость | Определение, эффекты и факты

Невесомость , состояние при свободном падении, при котором действие силы тяжести нейтрализуется инерционной (например, центробежной) силой, возникающей в результате орбитального полета. Термин невесомость часто используется для описания такого состояния. Исключая космический полет, истинную невесомость можно испытать лишь на короткое время, как если бы самолет двигался по баллистической (т. Е. Параболической) траектории.

невесомость Астронавты демонстрируют невесомость на Международной космической станции. NASA

Экипажи космических кораблей подвержены проблемам невесомости. Во время первых советских и американских пилотируемых полетов стало известно, что во время относительно коротких полетов наблюдается снижение частоты сердечных сокращений и дыхания, а также прогрессирующая потеря веса тела и кальция в костях. Однако по возвращении на Землю происходит обращение большинства этих эффектов. Во время более поздних полетов с длительным сроком действия, например, с участием космических станций США «Скайлэб» и «Салют», были проведены обширные биомедицинские исследования.Их результаты показали, что периодические физические упражнения с использованием правильно спроектированного оборудования необходимы для поддержания здоровья и что человеческому организму требуется около 40 дней, чтобы приспособиться к условиям невесомости. В такой среде телесные жидкости перераспределяются, причем меньше в нижних конечностях и больше в верхней части тела; высота увеличивается; масса тела обычно, но не всегда, уменьшается с потерей мышечной ткани; слабеют вены и артерии ног; и возникает анемия, сопровождающаяся значительным снижением показателей крови.По возвращении на Землю возникает чувство слабости и потеря чувства равновесия. Выздоровление от всех этих эффектов относительно быстрое и почти полное примерно через неделю. Однако серьезным поводом для беспокойства является потеря кальция в костях, которая увеличивается с увеличением продолжительности миссии и не имеет признаков прекращения. Возможность непоправимого ухудшения состояния в будущих космических полетах большой продолжительности указывает на необходимость искусственной гравитации. Использование центробежной силы во вращающемся космическом корабле соответствующей конструкции — очевидный способ имитации гравитации.

Узнайте, как астронавты тренируются для борьбы с воздействием микрогравитации на их кости и мышцы. Невесомость, которую испытывают астронавты на борту Международной космической станции. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видеоролики к этой статье

Помимо изучения влияния продолжительной невесомости на мышечное напряжение, кровообращение и вестибулярные функции, ученые исследовали их влияние на метаболизм клеток, циркадные ритмы, формирование паутины и рост корней и ориентация в растениях.Также были проведены эксперименты для определения влияния силы тяжести и последствий ее отсутствия в физических, химических и металлургических процессах. Смешивание сплавов и химических реагентов без расслоения, которое происходит на Земле, смешение газов и металлов с получением вспененных металлов с необычными свойствами, а также образование больших совершенных кристаллов иллюстрируют некоторые из возможностей технологии невесомости.

The Editors of Encyclopaedia Britannica Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Адамом Огастином, управляющим редактором, Справочное содержание.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

.

Ощущение «невесомости» при переходе «через горб»

Явление «невесомости» возникает, когда на ваше тело не действует сила опоры. Когда ваше тело фактически находится в «свободном падении», ускоряясь вниз с ускорением силы тяжести, тогда вас не поддерживают. Ощущение кажущегося веса возникает из-за опоры, которую вы чувствуете со стороны пола, сиденья и т. Д. На американских горках или в самолете могут возникать различные ощущения кажущегося веса, поскольку они могут ускоряться как вверх, так и вниз. Если вы путешествуете по криволинейной траектории в вертикальной плоскости, то когда вы пересекаете вершину на такой траектории, обязательно будет ускорение вниз. Если взять в качестве примера американские горки, которые вынуждены следовать по рельсам, то условие невесомости выполняется, когда ускорение вашего сиденья вниз равно ускорению свободного падения. Учитывая, что траектория движения американских горок представляет собой отрезок круга, так что его можно связать с центростремительным ускорением, условие невесомости равно . «Невесомость», которую вы можете почувствовать в самолете, возникает каждый раз, когда он ускоряется вниз с ускорением 1g.Можно испытать невесомость в течение значительного периода времени, повернув нос летательного аппарата вверх и сократив мощность так, чтобы он двигался по баллистической траектории. Баллистическая траектория — это распространенный тип траектории, которую вы получаете, бросая камень или бейсбольный мяч, пренебрегая трением воздуха. В каждой точке траектории ускорение вниз равно g, поскольку опоры нет. Было проведено значительное количество экспериментов с такими баллистическими траекториями для отработки орбитальных миссий, когда вы постоянно испытываете невесомость.

Указатель Законы Ньютона Стандартные задачи механики

.

Свободное падение: наука о невесомости

Лизы Хепплер
фигурки Йованы Андреевич

Невесомость — это то, о чем многие из нас мечтали с детства. Мы видели кадры, на которых астронавты плывут вокруг Международной космической станции и играют в пинг-понг с водяными шарами, а в Pac-Man — со струнами M&M.

На мгновение, наблюдая за этими астронавтами, процветающими в совершенно чуждой нам среде, мы можем представить себя плывущими вместе с ними.К сожалению, магия недолговечна. Вес наших задних частей, плотно прижатых к нашим сиденьям, возвращает нас обратно на планету Земля, обратно в реальность.

Итак, мечта действительно так близко, как мы когда-либо подойдем к полету в космосе? Неужели магический опыт невесомости на самом деле ограничен крошечной долей людей, которые могут называть себя как-то морскими (вы знаете, астронавтами, космонавтами, тайконавтами, шпионавтами)? Не так быстро.

Невесомость может быть только для астронавтов, но с помощью частных компаний, таких как SpaceX, Blue Origin и Virgin Galactic, стать астронавтами не так уж и сложно.Наши мечты о плавании в космосе стали реальностью, как никогда раньше.

Чтобы подготовиться к путешествию, мы должны сначала понять, что же такое чертова невесомость.

Какой вес?

Наш вес на Земле зависит от нашей массы, то есть от того, из какого количества материи мы состоим, а также от силы притяжения между нашей массой и массой планеты Земля. Эта сила притяжения, более известная как гравитация, представляет собой неконтактную силу, действующую на нас на расстоянии.Как следует из названия, бесконтактная сила — это сила, которая действует между двумя объектами, которые не находятся в физическом контакте друг с другом, а это означает, что нам не нужно касаться Земли, чтобы гравитация действовала на нас. Фактически, мы не ощущаем силы тяжести , если только не существует противодействующей контактной силы, которая ей противодействует. Эта противодействующая сила называется нормальной силой, которая, в отличие от силы тяжести, представляет собой контактную силу, действующую на объекты, которые физически связаны друг с другом.

Например, когда мы стоим на земле, сила земного притяжения тянет наше тело к земле.Однако, поскольку наши ступни физически контактируют с землей, на них также действует нормальная сила, толкающая вверх наши ступни (рис. 1А). Именно благодаря этой контактной (или нормальной) силе на ногах мы можем воспринимать силу тяжести как вес. Если бы земля под нашими ногами исчезла, гравитация все равно действовала бы на нас, но мы не смогли бы ее почувствовать. Эта неспособность почувствовать силу тяжести заставит нас почувствовать себя невесомыми (по крайней мере, на мгновение; вставка 1).

Рисунок 1. Астронавты чувствуют себя невесомыми, когда ничто не противостоит силе тяжести. (A) Космонавт, стоящий на Земле, не чувствует себя невесомым, потому что земля создает нормальную силу, противодействующую силе тяжести. (B) Космонавт, вращающийся вокруг Земли, действительно чувствует себя невесомым, потому что нет земли или нормальной силы, противодействующей силе тяжести. Таким образом, космонавт падает. Однако, поскольку астронавт движется вперед очень быстро, он / она постоянно падает вокруг Земли, а не врезается в Землю.

Почему космонавты чувствуют себя невесомыми?

Так что это значит для астронавтов на орбите? В космосе астронавты и их космические корабли по-прежнему имеют массу и на них все еще действует гравитация Земли. В этом смысле они все еще имеют вес, даже несмотря на то, что гравитационная сила Земли на орбите меньше, чем на поверхности Земли (вставка 1). Однако они не ощущают своего веса , потому что на них ничего не давит. По сути, земля из-под них исчезла, и космонавты и космический корабль падают (рис. 1B).

Погодите, значит, невесомость — это просто свободное падение? Да. Свободное падение определяется как «любое движение тела, при котором сила тяжести является единственной действующей на него силой». В космическом вакууме, где нет молекул воздуха или поддерживающих поверхностей, на космонавтов действует только сила тяжести. Таким образом, они падают к Земле с ускорением свободного падения.

Возникает вопрос: как космические корабли могут оставаться на орбите, а не падать обратно к поверхности Земли? Хотя гравитация притягивает астронавтов к Земле, космический корабль движется в прямом направлении так быстро, что в конечном итоге оказывается на орбите вокруг Земли по круговой схеме, очень похожей на шар, раскачивающийся на конце веревки.Например, Международная космическая станция движется со скоростью около 17 150 миль в час, и этот поступательный импульс удерживает астронавтов на орбите, несмотря на то, что их притягивает к Земле.

Невесомость возможна только в космосе?

Итак, как мы действительно можем испытать невесомость? Что ж, самый простой и, возможно, самый дешевый способ испытать невесомость — воспользоваться преимуществами параболического полета (также известного как поездка на борту Vomit Comet).

Чтобы понять, как полет по параболической дуге создает ощущение невесомости, нам сначала нужно рассмотреть четыре основных силы, которые действуют на самолет (рис. 2А).Первая сила — это сопротивление, которое создается молекулами воздуха, которые препятствуют продвижению самолета вперед. Вторая сила — это тяга, которая представляет собой движущую силу, создаваемую двигателем. Третья сила — это вес. Конечная сила — это подъемная сила, которая возникает в основном за счет взаимодействия крыльев самолета и молекул воздуха и зависит от плотности воздуха, формы крыльев и ориентации самолета в воздухе. Сочетание этих четырех сил определяет скорость и направление полета самолета.

Вернемся к концепции параболического полета. Чтобы создать ощущение невесомости, пилот устанавливает тягу равной сопротивлению и исключает подъемную силу. В этот момент единственная неуравновешенная сила, действующая на самолет, — это вес, поэтому самолет и его пассажиры находятся в свободном падении. Это то, что создает ощущение невесомости. Однако самолеты могут упасть только до того, как упадут на землю. Итак, перед этим маневром пилот наводит самолет вверх и создает толчок. Затем самолет испытывает 20-30 секунд свободного падения, когда он завершает набор высоты и начинает падать обратно к Земле.Наконец, как только самолет возвращается на ту же высоту, с которой он стартовал, на передней половине дуги, пилот снова включает подъемную силу, чтобы вернуть самолет на стабильную высоту и подготовиться к следующему подъему. В результате параболическая траектория полета дает пилоту достаточно времени и расстояния, чтобы безопасно упасть (рис. 2В).

Рис. 2. Параболические полеты позволяют пассажирам испытывать невесомость, фактически не выходя в космос. (A) На самолет действуют четыре силы: вес, подъемная сила, тяга и сопротивление.Поскольку ускорение происходит в направлении неуравновешенной силы, самолеты ускоряются в прямом направлении, когда тяга больше сопротивления, и увеличивается в высоте, когда подъемная сила больше веса. (B) Когда пилот устанавливает тягу, равную сопротивлению, и устраняет подъемную силу, единственной неуравновешенной силой, действующей на самолет, является вес. Соответственно, самолет падает и пассажиры чувствуют себя невесомыми примерно на 20-30 секунд. Чтобы самолет не врезался в землю, этому невесомому маневру предшествует управляемый подъем, а затем — управляемый спуск.Этот цикл контролируемого подъема, невесомости и управляемого спуска создает параболическую траекторию полета, характерную для экспериментов с невесомостью.

В целом параболический полет очень похож на гипотетический полет на лифте. Представьте себе, что лифт перемещается с этажа 1 (20 000 футов) на этаж 10 (30 000 футов) и обратно на этаж 1 (20 000 футов) без заметной остановки на этаже 10. Когда лифт ускоряется к этажу 10, пассажиры чувствуют себя тяжелее, чем обычно. (Самолет набирает высоту 30 000 футов).Когда лифт приближается к этажу 10 и сразу же меняет направление, чтобы вернуться на этаж 1, пассажиры чувствуют себя невесомыми (маневр свободного падения). Наконец, когда лифт замедляется при возвращении на этаж 1, пассажиры чувствуют себя тяжелее, чем обычно (самолет опускается на высоту 20 000 футов).

Такой полет с Zero G Corporation начинается от 4950 долларов на человека и включает 15 параболических маневров. Это составляет около 14 долларов за секунду невесомости. Итак, в следующий раз, когда вы почувствуете, что у вас упадет живот во время полета Delta, улыбнитесь и наслаждайтесь поездкой! Вы только что выиграли бесплатную секунду невесомости.

Как заказать полет в космос?

Хотя путешествие на Vomit Comet действительно дает ощущение невесомости, оно не даст вам звания космонавта. Для этого нужно отправиться в космос! К счастью, SpaceX, Blue Origin и Virgin Galactic работают над тем, чтобы это стало возможным.

Хотя SpaceX готовится стать первой частной компанией, которая отправит людей в космос, ее клиентами в настоящее время являются астронавты НАСА, богатый человек по имени Юсаку Маэдзава и 6-8 друзей Маэдзавы.

К счастью, Blue Origin и Virgin Galactic предоставили свои услуги в невесомости тем, у кого чековых книжек чуть меньше и чуть менее планов космических путешествий. Хотя New Shepard от Blue Origin и SpaceShipTwo от Virgin Galactic сильно различаются по конструкции транспортных средств, обе компании обещают частным лицам возможность путешествовать в космос. Платящие клиенты покинут атмосферу Земли, увидят кривизну Земли и испытают несколько минут невесомости, прежде чем благополучно вернуться на землю.Хотя информация о ценах и датах запуска еще не опубликована, несколько новостных агентств сообщили, что билеты будут стоить от 200 000 до 300 000 долларов за штуку, а поездки начнутся уже в 2019 году.

Итак, отсчет времени до того, как стать кем-то-морским, официально начался!

Лиза Хепплер — кандидат наук на пятом курсе программы биологических и биомедицинских наук в Гарварде. Она изучает роль факторов транскрипции STAT в развитии рака.

Йована Андреевич — аспирант третьего курса прикладной физики Школы инженерии и прикладных наук Гарвардского университета.

Для получения дополнительной информации:

• Чтобы узнать о влиянии невесомости на космонавтов, прочтите эту статью на Space.com.
• Чтобы узнать об экспериментах, проводимых на борту Международной космической станции, в том числе об экспериментах, изучающих влияние длительной невесомости на здоровье человека, посетите эту страницу.
• Чтобы узнать, как НАСА изучает влияние невесомости на неживые существа, посетите этот сайт.
• Чтобы следить за развитием SpaceX, Blue Origin и Virgin Galactic, посетите их веб-сайты и следите за ними в социальных сетях.

.

заметок о свободном падении и невесомости | 10 класс> Наука> Сила

Свободное падение

Если объект свободно падает под действием только силы тяжести без какого-либо внешнего сопротивления, такая ситуация называется свободным падением.

Во время свободного падения объект падает с ускорением, равным ускорению свободного падения этой планеты или спутника.

т.е. Ускорение падающего тела = ускорение свободного падения при свободном падении. а = г

Но при наличии сопротивления воздуха ситуация свободного падения не возникает. Таким образом, если свободного падения нет, то a

Примеры свободного падения

1. Падение на Луну объекта без сопротивления воздуха
2. Падение предмета в пространство, где отсутствует действие силы тяжести.

Десантники благополучно приземляются на землю с помощью парашюта:

Это потому, что при падении с парашютом не происходит свободного падения.Парашют увеличит сопротивление воздуха. Благодаря этому ускорение падающего парашюта становится меньше значения ускорения свободного падения. В результате он или она могли безопасно приземлиться на землю.

В случае луны:

Невозможно безопасно приземлиться из-за отсутствия атмосферы (сопротивления воздуха). Следовательно, парашют будет свободно падать на Луну.Высокий шанс получить травму.

Вероятность получения травмы выше при падении со значительной высоты, потому что:

Скорость удара о землю при падении со значительной высоты будет больше, и, следовательно, будет больше силовое воздействие. Это потому, что импульс (M) будет больше, так как

Импульс = Масса x Конечная скорость

т.е. p = m x V

Невесомость:

Если реакция, которая заставляет нас осознавать свой вес, когда мы стоим или ходим, по каким-то причинам становится нулевой, человек будет чувствовать себя невесомым.Невесомость — это состояние, при котором вес тела кажется нулевым. Тело с фиксированной массой будет невесомым при следующих условиях:

1. Когда тело свободно падает только под действием силы тяжести.
2. Когда ускорение падающего тела равно ускорению свободного падения.
3. Когда тело находится в центре Земли или в космосе в нулевой точке (g = 0 → w = mg = 0)
4. Тело искусственного спутника или ракеты становится невесомым при обращении вокруг небесного тела.

.