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宇宙飞船里的超失重现象

科普小知识2022-06-12 13:19:02
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一、“失重”和“超重”

地球周围的所有物体都受到重力的影响,重力是由地球对物体的吸引力引起的。如果物体只受到空气中重力的影响,物体会在重力的作用下*下落——垂直下落,下落到地面的速度越来越快。

当用弹簧测力计称量物体时,物体被悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计在支撑物体的弹簧测力计上施加一个力,防止物体落下,弹簧伸长。由于这个力的大小等于重力,我们读取的弹簧测力计的数量等于物体重力的大小。

然而,如果你松开手,弹簧测力计和物体将在重力的作用下*下落。此时,物体将不再对弹簧测力计施加很大的力,弹簧测力计的指针将回到零。我们看起来像没有重力的物体。

如果使用携带物体的弹簧测力计使其快速加速,弹簧测力计的指示器数量将增加,这大于物体的重力。我们看起来好像物体的重力增加了。

可以看出,弹簧测力计的指示器编号并不总是等于物体实际受到的重力。弹簧测力计的指示器编号,即物体对弹簧测力计或支架的作用力,称为“表观重量”。“表观重量”的大小与物体的运动状态密切相关。当“表观重量”小于物体的重力时,就称为“失重”。当“表观重量”大于物体的重力时,称为“超重”。

学生们可以试着这样做:用手举起一块沉重的砖头,当他们还活着的时候,他们手上的压力等于砖头的压力。当你突然蹲下让砖块快速下落时,你会觉得砖块比静止时轻得多。或者猛地举起手来加速砖块的上升,人们会觉得砖块比静止时要重得多。这就是上面提到的“失重”和“超重”现象。然而,你必须明白,这只是你的手的感觉,由于地球的引力,物体的重力没有改变。

第二,飞船中的超重和失重

当宇宙飞船在轨道上发射、着陆和返回时,宇航员会有一种强烈的超重和失重感。在发射过程中,飞行员需要获得一个巨大的向上加速度,飞行员将承受十倍于自身的压力并超重。没有接受过严格训练的人会变得黑眼睛,不能移动,甚至失去意识,因为人体内的血液不能正常循环。着陆和返回时,会有强烈的失重状态。在宇宙飞船的轨道上,来自地球的万有引力被用来提供绕地球轨道运行所需的向心力。此时,宇宙飞船中的物体完全失重,轻轻一碰就会“飞”起来。

三。宇航员的快乐生活

(1)吃

宇航员在宇宙飞船里吃饭不方便。进食动作应该缓慢而小心。如果他们不小心,食物会浮起来,他们必须用手或勺子“抓”回来。科学家认为零重力可能导致大脑充血,从而影响味觉。因此,宇航员吃没有味道的食物的情况类似于我们感冒时的情况。因此,宇宙飞船的厨房将永远配备各种辛辣刺激的食物供宇航员选择。在失重状态下,宇航员只能用吸管喝水,因为即使杯子被倒置,饮料也不会流进嘴里!

(2)睡眠

宇航员“愚蠢地”睡在太空中。它的表现是一黑一白,两个是奇怪的睡姿。黑色和白色没有区别,这意味着宇航员在空中绕地球航行,太空中的日出和日落由航天飞机绕地球转一圈的时间决定。因此,日出和日落将在24小时内交替出现多次,所以宇航员必须按小时机械地安排工作和睡眠。这种奇怪的睡眠姿势意味着宇航员不能上下、左右分开,也不能在失重状态下找到“躺下”的感觉,所以飞船上没有床,宇航员可以在太空舱的任何地方以任何姿势睡觉。失重状态下睡觉最奇怪的现象之一是,当人们入睡时,他们的手臂会自动摆动。因此,大多数宇航员在睡觉时会钻进布袋,拉上拉链,固定在舱壁上,这样他们就能保暖,而且睡觉时不会飘走。

(3)梳洗

我们似乎洗脸、刷牙、刮胡子、理发和洗澡。当我们进入太空时,它就变成了一个麻烦。在失重状态下,水不会流动,所以宇航员在刷牙时可以像在家一样使用牙刷和牙膏,但他们只能在卫生纸上吐泡沫,因为没有出水口和水槽。宇航员用普通剃刀刮胡子后,只能用纸巾擦水和泡沫。在太空洗澡更让人伤脑筋。美国科学家改进了太空浴室,将飞船的浴室改成了浴衣。盖子内部承受0.8大气压。浴罩的下部装有排气扇。宇航员洗澡时,他们打开淋浴龙头和排气扇,在顶部喷水,在底部抽水,这样就有了和在地球上一样的洗澡效果。然而,由于太空舱中储存的水有限,而且洗澡需要大量的水,宇航员只能用浸泡在浴液中的海绵擦拭身体。