什么是失重?

拿起一个装满水的杯子,把杯口放下,水却没有流出来;突然松手,杯子没有掉下来,而是稳稳地停在半空中...

电影《卧虎藏龙》中,大英雄们“腾云驾雾,飞檐走壁”的特技,在太空飞行中简直是小菜一碟。只要轻轻一按脚,人就会在空中自由飞翔,其技巧超乎人们的想象。

所有这些现象就是人们通常所说的失重。它的机制是什么?

原来所有物体在太空飞行时,重量都没有了。这种现象被称为“失重”。首先需要指出的是,“失重”是指物体失去重量,而不是重力。重量是物体对与其周围接触的物体或介质施加的作用力。引力是地球(或其他天体)对物体的吸引力。体重和重力(引力)有关,有区别。重量的消失(等于零)并不意味着重力或引力的消失(等于零)。我们可以说失重是零重量。

失重物体有什么特点?

判断一个物体是否失重,最重要的标志之一就是物体内部各部分和粒子之间没有相互作用,即没有拉伸、压缩、剪切等应力。

平衡是我们最常见物体的运动状态。但是,力的平衡和失重是完全不同的。比如站在地上的人,坐在椅子上的人,躺在床上的人,同速飞行的飞机等。,处于力的平衡状态,但不是失重。因为在这些情况下,人体各部分之间存在相互作用力。

真正的失重模拟应该是让人体的各个部位,尤其是内脏和内脏消失。在这种情况下,人的前庭器官中的耳石由于失重,不再与周围的神经细胞接触并向中枢神经系统传递信号,从而失去了定向功能。前庭器官与自主神经系统密切相关,自主神经系统负责呼吸、消化、循环、排泄和出汗。因此,一旦前庭器官不工作,身体内部器官之间的正常相互作用就消失了,这将使航天飞行员出现头晕、恶心、呕吐等症状。

关于微重力的概念

完全失重是一种理想状态。在实际的太空飞行中,航天器除了重力之外,还会时不时地受到一些非重力的外力。比如有地球附近残留大气的阻力,有太阳光的压力,有进入大气层行星时对它的大气作用力。根据牛顿第二定律,力作用于物体的结果是使物体获得加速度。飞船在引力场中飞行时,非引力一般很小,加速度也很小。这种非重力加速度通常只有地面重力加速度的万分之一甚至更少。为了与正常重力相比较,这种微加速现象被称为“微重力”。事实上,即使飞船只受到重力作用,其内部其实也存在微重力,因为飞船不是一个粒子,而是一个具有一定大小的物体。

人们常用10-6-10-4g来代表航天器微重力水平。微重力越小,失重越完全。总之,失重只是理想状态,微重力才是实际情况。

完全失重应用

首先,引力并没有被忽略。

其次,分子力的宏观表现是液体的表面张力降低了液体的表面积。

而几何中体积相同的球体表面积最小。

所以液体会自然收缩成一个球体。

在有重力的环境下,由于空气动力学和重力的作用,下落的液体成为下落阻力最小的液滴的流线。