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宇宙飞船里的超失重现象
发布时间:2017-12-06  信息发布人:管理员  

 一、“失重”与“超重”

  地球周围物体都受到重力的作用,这是由于地球对物体的吸引而造成的。如果物体在空中只受重力的作用,则物体在重力作用下会做自由落体运动——竖直地,愈来愈快地落向地面。

  在用弹簧测力计称物重时,物体挂在弹簧测力计上,对支持它使之不下落的弹簧测力计有一个力的作用,弹簧伸长了。由于这个力的大小与重力相等,所以我们读出的弹簧测力计的示数就等于物体重力的大小。

  但是,如果你放了手,弹簧测力计和物体在重力作用下都自由下落,这时物体对弹簧测力计不再有力的作用,弹簧测力计指针会回到零。我们看起来物体就没有重力了。

  如果用手提着挂有物体的弹簧测力计使之急剧加速上升,那么弹簧测力计的示数就会增加,大于物体的重力。我们看起来好像物体的重力变大了。

  可见弹簧测力计的示数并不总是等于物体真正受到的重力.弹簧测力计的示数即物体对弹簧测力计或支持物的作用力称作“视重”。“视重”的大小与物体的运动状态密切相关。当“视重”小于物体的重力时,称为“失重”。当“视重”大于物体重力时,称为“超重”。

  同学们可以这样试一试:用手托起一块较重的砖,静止时手上感到的压力大小与砖相等.当你突然下蹲,使砖急剧加速下降,会感到砖比静止时轻得多;或者猛抬手,使砖加速上升,会感到砖比静止时重得多。这就是上面讲的“失重”与“超重”现象。不过你要明白这仅仅是你手的感觉而已,物体由于地球的吸引受到的重力并没变。

  二、宇宙飞船里的超重和失重现象

  宇宙飞船在发射升空、在轨运行、着落返回时,宇航员都会有强烈的超重失重感受。发射升空过程中需要获得向上的巨大加速度,飞行员会受到十几倍于自身的压力而处于超重的状态。没有接受过严格训练的人会两眼发黑,动弹不得,甚至失去知觉,这是因为人体里的血液不能正常循环。着陆返回时,会有强烈的失重感受。宇宙飞船在轨运行期间,来自于地球的万有引力全部用来提供绕地球运行所需的向心力,此时飞行器内物体处于完全失重状态,轻轻一碰就会“飞”起来。

  三、宇航员的生活趣事

  (1)吃饭

  宇航员在宇宙飞船中进食不大方便,吃饭的动作要缓慢而仔细,稍不留神,食物就会飘飞起来,还得用手或勺子把它们“捕捉”回来。科学家认为,零重力可能导致脑充血进而影响味觉,故此宇航员吃饭跟我们患感冒后吃东西没味道的情形相似,所以宇宙飞船的厨房里总会备有各种香辣刺激的食品供宇航员选用。在失重环境里,宇航员只能用吸管喝饮料,因为即使把杯子倒转,饮料也不会流进嘴里的!

  (2)睡觉

  宇航员在太空中睡的都是“胡涂觉”。其表现一是黑白不分,二是睡姿奇特。黑白不分,是说宇航员在天上绕地球航行,而太空里的日出日落由航天飞机绕地球一圈的时间而定,故此,24小时内日出日落会多次交替出现,宇航员只好机械地按钟点而安排工作和睡觉。睡姿奇特,是说宇航员在失重环境中分不清上下左右,找不到“躺”的感觉,所以宇宙飞船上没有床,而宇航员可以在太空舱的任何地方、以任何姿势睡觉。在失重环境里睡觉,最奇怪的现象之一就是人睡着了,两臂却会自己摆动。因此,多数宇航员睡觉时都会钻进布袋,拉上拉链,将自己固定在舱壁上,这样既能保暖,睡着时又不会飘走。

  (3)梳洗

  我们看似简单的洗脸、刷牙、刮胡子、理发以及洗澡,到了太空就成了麻烦事。在失重的情况下,水不会流动,所以宇航员刷牙时,虽然能够像在家里一样也用牙刷、牙膏,但是由于没有去水的渠道和水槽,只能把泡沫吐在卫生纸上。宇航员用普通剃刀剃完胡子后,都只能用纸巾把水和泡沫擦净。在太空洗澡更令人伤脑筋,美国科学家改良了太空浴室,将宇宙飞船的浴室变作一个浴罩,罩内被施以0.8个大气压,浴罩下部装有抽风机,宇航员洗澡时打开淋浴龙头和抽风机,上面洒水,下面抽水,这样便有身处地球一样的沐浴效果。不过,由于太空舱里的储水有限,洗澡又需要很多水,所以宇航员平时只能用浸透浴液的海绵擦擦身体。