Σώμα χωρίς βάρος. Παρουσίαση με θέμα "αβαρότητα της φυσικής". Τέσσερις περιπτώσεις σωματικού βάρους σε ανελκυστήρα που κινείται γρήγορα

Έχουμε συνηθίσει στο γεγονός ότι όλα τα αντικείμενα γύρω μας έχουν βάρος. Αυτό συμβαίνει επειδή η δύναμη της βαρύτητας τους έλκει στη Γη. Ακόμα κι αν πετάμε με αεροπλάνο ή κάνουμε αλεξίπτωτο, το βάρος δεν εξαφανίζεται από πάνω μας. Τι συμβαίνει όμως αν εξαφανιστεί το βάρος, πότε συμβαίνει αυτό και ποια ενδιαφέροντα φαινόμενα παρατηρούνται στην έλλειψη βαρύτητας; Όλα αυτά είναι σε αυτή την ανάρτηση.

Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης, που ανακαλύφθηκε από τον Νεύτωνα, δηλώνει ότι όλα τα σώματα με μάζα έλκονται μεταξύ τους. Για σώματα με μικρή μάζα, μια τέτοια έλξη πρακτικά δεν είναι αισθητή, αλλά εάν το σώμα έχει μεγάλη μάζα, όπως ο πλανήτης μας Γη (και η μάζα του σε κιλά εκφράζεται σε έναν 25ψήφιο αριθμό), τότε η έλξη γίνεται αισθητή . Επομένως, όλα τα αντικείμενα έλκονται από τη Γη - αν σηκωθούν, πέφτουν κάτω και όταν πέφτουν, η βαρύτητα τα πιέζει στην επιφάνεια. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι τα πάντα στη Γη έχουν βάρος, ακόμη και ο αέρας πιέζεται στη Γη από τη βαρύτητα και με το βάρος του πιέζει ό,τι βρίσκεται στην επιφάνειά της.

Πότε μπορεί να εξαφανιστεί το βάρος; Είτε όταν η βαρύτητα δεν ενεργεί καθόλου στο σώμα, είτε όταν το κάνει, αλλά τίποτα δεν εμποδίζει το σώμα να πέσει ελεύθερα. Αν και η δύναμη έλξης προς αυτό μειώνεται με την απόσταση από τη Γη, ακόμη και σε υψόμετρο εκατοντάδων και χιλιάδων χιλιομέτρων παραμένει ισχυρή, επομένως η απαλλαγή από τη βαρύτητα δεν είναι εύκολη. Αλλά είναι πολύ πιθανό να είσαι σε κατάσταση ελεύθερης πτώσης.

Για παράδειγμα, μπορείτε να βρεθείτε σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας εάν βρεθείτε σε ένα αεροπλάνο που κινείται κατά μήκος μιας ειδικής τροχιάς - ακριβώς όπως ένα σώμα που δεν θα εμποδίζεται από την αντίσταση του αέρα.

Όλα μοιάζουν με αυτό:

Φυσικά, το αεροπλάνο δεν μπορεί να κινηθεί κατά μήκος μιας τέτοιας τροχιάς για μεγάλο χρονικό διάστημα, γιατί θα πέσει στο έδαφος. Επομένως, μόνο οι αστροναύτες που ζουν στον τροχιακό σταθμό αντιμετωπίζουν μακρά παραμονή στην έλλειψη βαρύτητας. Και πρέπει να συνηθίσουν στο γεγονός ότι πολλά από τα φαινόμενα που έχουμε συνηθίσει στην έλλειψη βαρύτητας συμβαίνουν με εντελώς διαφορετικό τρόπο από ό,τι στη Γη.

1) Στην έλλειψη βαρύτητας, μπορείτε εύκολα να μετακινήσετε βαριά αντικείμενα και να κινηθείτε μόνοι σας με λίγη προσπάθεια. Είναι αλήθεια ότι για τον ίδιο λόγο, οποιαδήποτε αντικείμενα πρέπει να στερεωθούν ειδικά έτσι ώστε να μην πετούν γύρω από τον τροχιακό σταθμό και κατά τη διάρκεια του ύπνου, οι αστροναύτες σκαρφαλώνουν σε ειδικές σακούλες που είναι προσαρτημένες στον τοίχο.

Χρειάζεται χρόνος για να μάθουν πώς να κινούνται σε μηδενική βαρύτητα και οι αρχάριοι δεν τα καταφέρνουν αμέσως. «Πιέζουν με όλη τους τη δύναμη και χτυπούν τα κεφάλια τους, μπλέκονται σε καλώδια και άλλα πράγματα, οπότε αυτό είναι μια πηγή ατελείωτης διασκέδασης», είπε ένας από τους Αμερικανούς αστροναύτες σχετικά με αυτό το θέμα.

2) Τα υγρά στην έλλειψη βαρύτητας παίρνουν σφαιρικό σχήμα. Το νερό δεν θα λειτουργήσει, όπως έχουμε συνηθίσει στη Γη, αποθηκεύεται σε ανοιχτό δοχείο, χύνεται από ένα βραστήρα και χύνεται σε ένα φλιτζάνι, ακόμη και το πλύσιμο των χεριών μας δεν θα λειτουργήσει με τον συνηθισμένο τρόπο για εμάς.

3) Η φλόγα σε συνθήκες χωρίς βάρος είναι πολύ αδύναμη και σβήνει με το χρόνο. Αν ανάψετε ένα κερί υπό κανονικές συνθήκες, θα καεί έντονα μέχρι να καεί. Αλλά αυτό συμβαίνει επειδή ο θερμαινόμενος αέρας γίνεται ελαφρύτερος και ανεβαίνει, αφήνοντας χώρο για φρέσκο ​​αέρα κορεσμένο με οξυγόνο. Στην έλλειψη βαρύτητας, η μεταφορά αέρα δεν παρατηρείται και με την πάροδο του χρόνου, το οξυγόνο γύρω από τη φλόγα καίγεται και η καύση σταματά.

Κάψιμο κεριού υπό κανονικές συνθήκες και σε μηδενική βαρύτητα (δεξιά)

Αλλά μια συνεχής παροχή οξυγόνου χρειάζεται όχι μόνο για την καύση, αλλά και για την αναπνοή. Επομένως, εάν ο αστροναύτης είναι ακίνητος (για παράδειγμα, κοιμάται), τότε πρέπει να λειτουργεί ένας ανεμιστήρας στο διαμέρισμα για να ανακατεύει τον αέρα.

4) Στην έλλειψη βαρύτητας είναι δυνατό να αποκτηθούν μοναδικά υλικά που είναι δύσκολο ή και αδύνατο να αποκτηθούν σε επίγειες συνθήκες. Για παράδειγμα, εξαιρετικά καθαρές ουσίες, νέα σύνθετα υλικά, μεγάλοι κανονικοί κρύσταλλοι, ακόμη και φάρμακα. Εάν ήταν δυνατό να μειωθεί το κόστος παράδοσης αγαθών σε τροχιά και πίσω, αυτό θα έλυνε πολλά τεχνολογικά προβλήματα.

5) Στην έλλειψη βαρύτητας πάνω στον τροχιακό σταθμό, ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά κάποια προηγουμένως άγνωστα φαινόμενα. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός δομών που μοιάζουν με κρυσταλλικές στο πλάσμα ή το "φαινόμενο Dzhanibekov" - όταν ένα περιστρεφόμενο αντικείμενο αλλάζει ξαφνικά τον άξονα περιστροφής κατά 180 μοίρες σε συγκεκριμένα διαστήματα.

Φαινόμενο Dzhanibekov:

6) Η έλλειψη βαρύτητας έχει σημαντική επίδραση στους ανθρώπους και τους ζωντανούς οργανισμούς. Αν και είναι δυνατό να προσαρμοστούμε στη ζωή με μηδενική βαρύτητα, δεν είναι τόσο εύκολο να το κάνουμε. Όντας σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας για πρώτη φορά, ένα άτομο χάνει τον προσανατολισμό του στο χώρο, εμφανίζεται ζάλη, καθώς η αιθουσαία συσκευή σταματά να λειτουργεί κανονικά. Άλλες αλλαγές στο σώμα περιλαμβάνουν την ανακατανομή του υγρού στο σώμα, λόγω της οποίας το πρόσωπο πρήζεται και βουλώνει τη μύτη, λόγω της απώλειας φορτίου στη σπονδυλική στήλη, αυξάνεται η ανάπτυξη και με παρατεταμένη έκθεση στην έλλειψη βάρους, οι μύες ατροφούν και χάνουν τη δύναμη των οστών. Για να μειωθούν οι αρνητικές αλλαγές, οι αστροναύτες πρέπει να εκτελούν τακτικά ειδικές ασκήσεις.

Μετά την επιστροφή τους στη Γη, οι αστροναύτες πρέπει να προσαρμοστούν ξανά στις παλιές συνθήκες, όχι μόνο σωματικά, αλλά και ψυχολογικά. Μπορεί, για παράδειγμα, να αφήνουν συνήθως ένα ποτήρι στον αέρα, ξεχνώντας ότι θα πέσει.

«Φυσική της έλλειψης βαρύτητας». Οι αστροναύτες στον ISS λένε πώς λειτουργούν οι νόμοι της φυσικής στην έλλειψη βαρύτητας:

διαφάνεια 2

ΣΚΟΠΟΣ: Να δοθεί η έννοια της έλλειψης βαρύτητας σε σύνθετη μορφή ΣΤΟΧΟΙ: Να κατανοήσουν τον μηχανισμό εμφάνισης αυτού του φαινομένου. Περιγράψτε αυτόν τον μηχανισμό μαθηματικά και φυσικά. Πείτε μερικά ενδιαφέροντα στοιχεία για την έλλειψη βαρύτητας. Να κατανοήσουν πώς η κατάσταση της έλλειψης βαρύτητας επηρεάζει την υγεία των ανθρώπων σε ένα διαστημόπλοιο, σε σταθμό κ.λπ., δηλαδή να εξετάσουμε την έλλειψη βαρύτητας από βιολογική και ιατρική άποψη.

διαφάνεια 3

Βάρος σώματος - η δύναμη με την οποία το σώμα, λόγω της έλξης του προς το έδαφος, δρα σε ένα στήριγμα ή ανάρτηση. Σύμφωνα με τον νόμο III του Νεύτωνα: Р = -Fу (1) (Εικ. 1); 2) Επίσης, σύμφωνα με τον νόμο III του Νεύτωνα Fт = -Fу (2); 3) Συγκρίνοντας τις εκφράσεις 1 και 2, παίρνουμε: Р = FT; 4) Σύμφωνα με το νόμο II του Νεύτωνα, όταν ένα σώμα μάζας m κινείται υπό την επίδραση της βαρύτητας Ft και της ελαστικής δύναμης FY με επιτάχυνση a, πληρούται η ισότητα: FT + FY = ma 5) Από τις εξισώσεις P = -FY και Ft + Fy = ma παίρνουμε: - ma \u003d mg - ma, ή P \u003d m (g - a). 6) OY (Εικ. 2): Ru = m(gY - aY) ή P = m(g - a).

διαφάνεια 4

Τέσσερις περιπτώσεις σωματικού βάρους σε ανελκυστήρα που κινείται γρήγορα

Όταν μιλάμε για το σωματικό βάρος σε έναν ταχέως κινούμενο ανελκυστήρα, συνήθως εξετάζονται τρεις περιπτώσεις: Ο ανελκυστήρας κινείται με ανοδική επιτάχυνση (P>mg, P=mg+a) Ο ανελκυστήρας κινείται με επιτάχυνση προς τα κάτω (P

διαφάνεια 5

Και πώς πρέπει να κινείται το ασανσέρ για να μπορεί κάποιος να περπατήσει στο ταβάνι; Ο ανελκυστήρας πρέπει να κινείται με επιτάχυνση μεγαλύτερη από g. Όταν η επιτάχυνση a γίνει ίση με g, το βάρος γίνεται ίσο με μηδέν. Εάν συνεχίσετε να αυξάνετε την επιτάχυνση, τότε μπορούμε να υποθέσουμε ότι το βάρος του σώματος θα αλλάξει κατεύθυνση.

διαφάνεια 6

ΑΒΑΡΟΣ Αν το σώμα μαζί με το στήριγμα πέφτει ελεύθερα, τότε a = g, και από τον τύπο P = m(g – a) προκύπτει ότι P = 0. Η εξαφάνιση του βάρους όταν το στήριγμα κινείται με την επιτάχυνση του Η ολική πτώση ονομάζεται έλλειψη βαρύτητας. Υπάρχουν δύο είδη έλλειψης βαρύτητας: Στατική έλλειψη βαρύτητας - απώλεια βάρους που συμβαίνει σε μεγάλη απόσταση από τα ουράνια σώματα λόγω της εξασθένησης της βαρύτητας. 2) Δυναμική έλλειψη βαρύτητας - η κατάσταση στην οποία βρίσκεται ένα άτομο κατά τη διάρκεια μιας πτήσης σε τροχιά.

Διαφάνεια 7

Η εμφάνιση της δυναμικής έλλειψης βαρύτητας

Διαφάνεια 8

Ένα σώμα υπό τη δράση εξωτερικών δυνάμεων θα βρίσκεται σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας εάν: 1) Οι δυνάμεις που δρουν στο σώμα είναι μόνο μάζα (δυνάμεις βαρύτητας). Το πεδίο αυτών των δυνάμεων του σώματος είναι τοπικά ομοιογενές. Οι αρχικές ταχύτητες όλων των σωματιδίων του σώματος είναι ίδιες ως προς το μέτρο και την κατεύθυνση.

Διαφάνεια 9

Φλόγα σε έλλειψη βαρύτητας Στην έλλειψη βαρύτητας, η φλόγα ενός κεριού παίρνει σφαιρικό σχήμα και έχει μπλε χρώμα Φλόγα κεριού στη γη Φλόγα σε έλλειψη βαρύτητας

Διαφάνεια 10

Βρασμός υγρού σε μηδενική βαρύτητα Σε μηδενική βαρύτητα, ο βρασμός γίνεται πολύ πιο αργή διαδικασία. Ωστόσο, η δόνηση του υγρού μπορεί να προκαλέσει βίαιο βρασμό. Αυτό το αποτέλεσμα έχει επιπτώσεις στη διαστημική βιομηχανία. Νερό που βράζει στη Γη Βραστό νερό σε μηδενική βαρύτητα

διαφάνεια 11

ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΑΒΑΡΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ Τρόποι επίλυσης των προβλημάτων που σχετίζονται με την έλλειψη βαρύτητας: Μυϊκή προπόνηση, μυϊκή ηλεκτρική διέγερση, αρνητική πίεση που ασκείται στο κάτω μισό του σώματος, φαρμακευτικά και άλλα μέσα. Δημιουργία τεχνητής βαρύτητας στο διαστημόπλοιο. Περιορισμός της μυϊκής δραστηριότητας, στέρηση της συνήθους στήριξης του ατόμου κατά μήκος του κάθετου άξονα του σώματος, μείωση της υδροστατικής αρτηριακής πίεσης κ.λπ.

διαφάνεια 12

Μελέτη προβλημάτων ζωής στο διάστημα Αμερικανικός τροχιακός σταθμός Skylab (από το αγγλικό Skylab, δηλαδή εργαστήριο ουρανού - "εργαστήριο ουρανού")

διαφάνεια 13

Εγχείρηση σε μηδενική βαρύτητα Γάλλοι γιατροί με επικεφαλής τον καθηγητή Dominique Martin από το Μπορντό πραγματοποίησαν την πρώτη χειρουργική επέμβαση στον κόσμο σε μηδενική βαρύτητα. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε αεροσκάφος Α-300 σε μια ειδικά εξοπλισμένη μονάδα. Σε αυτήν συμμετείχαν τρεις χειρουργοί και δύο αναισθησιολόγοι, οι οποίοι επρόκειτο να αφαιρέσουν έναν λιπώδη όγκο στο χέρι ενός ασθενούς, ενός εθελοντή, του 46χρονου Phillip Sancho, υπό συνθήκες χωρίς βάρος.

Διαφάνεια 14

Αποτελέσματα Η έλλειψη βαρύτητας προκύπτει όταν ένα σώμα πέφτει ελεύθερα μαζί με ένα στήριγμα, δηλ. η επιτάχυνση του σώματος και της στήριξης είναι ίση με την επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης. Η έλλειψη βαρύτητας είναι δύο τύπων: στατική και δυναμική. Η έλλειψη βαρύτητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή ορισμένων τεχνολογικών διαδικασιών που είναι δύσκολο ή αδύνατο να εφαρμοστούν υπό επίγειες συνθήκες. Η μελέτη μιας φλόγας υπό συνθήκες χωρίς βάρος είναι απαραίτητη για την αξιολόγηση της πυραντοχής ενός διαστημικού σκάφους και για την ανάπτυξη ειδικών μέσων πυρόσβεσης.

διαφάνεια 15

Περίληψη Η λεπτομερής κατανόηση του βρασμού υγρών στο διάστημα είναι κρίσιμης σημασίας για την επιτυχή λειτουργία του διαστημόπλοιου που μεταφέρει τόνους υγρού προωθητικού. Ο αντίκτυπος της έλλειψης βαρύτητας στο σώμα είναι αρνητικός, καθώς προκαλεί αλλαγή σε μια σειρά από τις ζωτικές του λειτουργίες. Αυτό μπορεί να διορθωθεί με τη δημιουργία τεχνητής βαρύτητας στο διαστημόπλοιο, τον περιορισμό της μυϊκής δραστηριότητας των αστροναυτών κ.λπ. Ένα άτομο μπορεί να χειρουργηθεί στο διάστημα, υπό συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Αυτό απέδειξαν Γάλλοι γιατροί με επικεφαλής τον καθηγητή Dominique Martin από το Μπορντό.

διαφάνεια 16

Διαφάνεια 17

ΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ!

Προβολή όλων των διαφανειών

ΑΒΑΡΟΣ- μια κατάσταση στην οποία βρίσκεται ένα υλικό σώμα, που κινείται ελεύθερα στο βαρυτικό πεδίο της Γης (ή οποιουδήποτε άλλου ουράνιου σώματος) υπό την επίδραση μόνο βαρυτικών δυνάμεων. Διακρίνω. χαρακτηριστικό της κατάστασης Η. είναι ότι όταν η Η. ενεργώντας στα σωματίδια του σώματος εξω. δυνάμεις (δυνάμεις βαρύτητας) δεν προκαλούν αμοιβαίες πιέσεις των σωματιδίων του σώματος μεταξύ τους.

Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε ηρεμία στο βαρυτικό πεδίο της Γης σε ένα οριζόντιο επίπεδο, επηρεάζεται επίσης από μια αριθμητικά ίση με αυτό, αλλά αντίθετα κατευθυνόμενη δύναμη - την αντίδραση του επιπέδου. Ως αποτέλεσμα, εσωτερική δυνάμεις με τη μορφή αμοιβαίων πιέσεων των σωματιδίων του σώματος μεταξύ τους. Το ανθρώπινο σώμα αντιλαμβάνεται τέτοια ext. προσπάθειες ως συνήθης κατάσταση βαρύτητας γι' αυτόν. Αυτά τα εσωτερικά εμφανίζονται. δυνάμεις λόγω της αντίδρασης του αεροπλάνου. Η αντίδραση είναι μια επιφανειακή δύναμη, δηλαδή μια δύναμη που δρα άμεσα σε κάποιο μέρος της επιφάνειας του σώματος. σε άλλα σωματίδια του σώματος, η δράση αυτής της δύναμης μεταδίδεται με πίεση πάνω τους από γειτονικά σωματίδια, η οποία προκαλεί τις αντίστοιχες εσωτερικές δυνάμεις στο σώμα. προσπάθειες. Παρόμοιο εσωτερικό δυνάμεις προκύπτουν όταν ασκούνται άλλες επιφανειακές δυνάμεις στο σώμα: δυνάμεις έλξης, δυνάμεις περιβαλλοντικής αντίστασης, κ.λπ. Εάν η επιφανειακή δύναμη είναι αριθμητικά μεγαλύτερη από τη δύναμη της βαρύτητας, τότε η εσωτερική δύναμη είναι αντίστοιχα μεγαλύτερη. προσπάθεια, που προκαλεί το φαινόμενο της υπερφόρτωσης και λαμβάνει χώρα, για παράδειγμα, κατά την εκτόξευση ενός πυραύλου.

Η βαρυτική δύναμη είναι δύναμη μάζας και, σε αντίθεση με τις επιφανειακές δυνάμεις, δρα απευθείας σε καθένα από τα σωματίδια του σώματος. Επομένως, όταν μόνο βαρυτικές δυνάμεις δρουν σε ένα σώμα, μεταδίδουν απευθείας την ίδια επιτάχυνση σε καθένα από τα σωματίδια του σώματος, και αυτά τα σωματίδια κινούνται ελεύθερα, χωρίς να ασκούν αμοιβαία πίεση το ένα στο άλλο. το σώμα βρίσκεται στην κατάσταση H.

Γενικά η κατάσταση του Η. εμφανίζεται όταν: α) ενεργώντας στο σώμα εξωτ. οι δυνάμεις είναι μόνο μάζα (δυνάμεις βαρύτητας). β) το πεδίο αυτών των δυνάμεων του σώματος είναι τοπικά ομοιόμορφο, δηλαδή, οι δυνάμεις πεδίου προσδίδουν σε όλα τα σωματίδια του σώματος σε κάθε θέση του την ίδια επιτάχυνση σε μέγεθος και κατεύθυνση, η οποία πρακτικά συμβαίνει όταν κινούμαστε στο βαρυτικό πεδίο της Γης εάν οι διαστάσεις του σώματος είναι μικρά σε σύγκριση με την ακτίνα της Γης. στην αρχή. οι ταχύτητες όλων των σωματιδίων του σώματος είναι ίδιες ως προς το μέτρο και την κατεύθυνση (το σώμα κινείται προς τα εμπρός).

Για παράδειγμα, κοσμική πετώ. συσκευή (ή δορυφόρο) και όλα τα σώματα σε αυτήν, έχοντας λάβει την αντίστοιχη αρχή. ταχύτητα, κινούνται υπό τη δράση βαρυτικών δυνάμεων κατά μήκος των τροχιών τους με σχεδόν τις ίδιες επιταχύνσεις, όπως ελεύθερες, και ούτε τα ίδια τα σώματα ούτε τα σωματίδια τους ασκούν αμοιβαία πίεση το ένα στο άλλο, δηλαδή βρίσκονται στην κατάσταση Η. Την ίδια στιγμή, σε σχέση με το πιλοτήριο, το . συσκευή, το σώμα που βρίσκεται σε αυτό μπορεί να παραμείνει σε ηρεμία οπουδήποτε («κρέμεται» ελεύθερα στο διάστημα). Αν και οι δυνάμεις της βαρύτητας στο Ν. δρουν σε όλα τα σωματίδια του σώματος, αλλά όχι εξωτερικά. επιφανειακές δυνάμεις, η σίκαλη θα μπορούσε να προκαλέσει αμοιβαία πίεση σωματιδίων μεταξύ τους. Σημειώστε ότι η εσωτερική προσπάθειες διαφορετικής φύσης, που προκλήθηκαν όχι εξωτερικές. επιρροές, για παράδειγμα. μοριακές δυνάμεις, θερμοκρασία, μυϊκές προσπάθειες στο ανθρώπινο σώμα, μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν στην κατάσταση H.

Η. μπορεί να επηρεάσει σημαντικά έναν αριθμό σωματικών. πρωτοφανής. Για παράδειγμα, σε ένα υγρό που χύνεται σε ένα δοχείο, οι δυνάμεις της διαμοριακής αλληλεπίδρασης, οι οποίες είναι μικρές υπό «εδαφικές» συνθήκες σε σύγκριση με τις δυνάμεις πίεσης λόγω της βαρύτητας, επηρεάζουν μόνο το σχήμα του μηνίσκου. Στο H., η δράση αυτών των δυνάμεων οδηγεί στο γεγονός ότι το υγρό διαβροχής που τοποθετείται σε ένα κλειστό δοχείο κατανέμεται ομοιόμορφα στα τοιχώματα του δοχείου και ο αέρας, εάν υπάρχει, καταλαμβάνει το μεσαίο τμήμα του δοχείου, ενώ το μη υγρό διαβροχής παίρνει τη μορφή μπάλας στο δοχείο. Οι σταγόνες του υγρού που χύνονται έξω από το δοχείο έλκονται επίσης μαζί σε μπάλες.

Ως αποτέλεσμα σημαίνει. διαφορές μεταξύ των συνθηκών H. και των «επίγειων» συνθηκών, στις οποίες δημιουργούνται και διορθώνονται συσκευές και συγκροτήματα τεχνητών δορυφόρων, διαστημικών σκαφών. πετώ. οχήματα και τα οχήματα εκτόξευσης τους, το πρόβλημα του Η. κατέχει σημαντική θέση μεταξύ άλλων προβλημάτων της αστροναυτικής. Άρα, στις συνθήκες του Η. είναι ακατάλληλα όργανα και συσκευές, στα οποία χρησιμοποιούνται φυσικά. εκκρεμές ή ελεύθερη ροή υγρού κ.λπ. Η καταμέτρηση του H. γίνεται ιδιαίτερα σημαντική για συστήματα που έχουν δοχεία μερικώς γεμάτα με υγρό, το οποίο, για παράδειγμα, λαμβάνει χώρα σε έναν κινητήρα. εγκαταστάσεις με κινητήρες υγρού εκτόξευσης, σχεδιασμένες για επαναλαμβανόμενη ένταξη στο χώρο. πτήση. Μια σειρά από άλλες τεχνικές. προβλήματα.

Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να ληφθεί υπόψη η μοναδικότητα των συνθηκών Η. κατά την πτήση κατοικημένων διαστημικών σκαφών. πλοία, αφού οι συνθήκες διαβίωσης ενός ατόμου με Η. διαφέρουν σημαντικά από τις συνήθεις, «γήινες» συνθήκες, γεγονός που προκαλεί αλλαγές σε μια σειρά από τις ζωτικές του λειτουργίες. Ωστόσο, προκαταρκτικά η εκπαίδευση και τα προληπτικά μέτρα επιτρέπουν σε ένα άτομο να παραμείνει και να εργαστεί με επιτυχία για μεγάλο χρονικό διάστημα στο H.

Υποτίθεται επίσης ότι σε πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. πτήσεις σε τροχιακούς (κοντά στη Γη) ή διαπλανητικούς σταθμούς, μπορείτε να δημιουργήσετε τέχνη. «βαρύ», τοποθετώντας, για παράδειγμα, χώρους εργασίας σε καμπίνες που περιστρέφονται γύρω από το κέντρο. τμήματα του σταθμού. Τα σώματα σε αυτές τις καμπίνες θα πιέζονται πάνω στην πλαϊνή επιφάνεια της καμπίνας, η οποία θα παίζει το ρόλο ενός «δαπέδου», και η αντίδραση αυτού του «δαπέδου» που εφαρμόζεται στα σώματα θα δημιουργήσει τέχνη. "βαρύτητα".

Η έλλειψη βαρύτητας - πιο συγκεκριμένα, η μικροβαρύτητα - είναι μια ειδική κατάσταση έξω από τη γήινη (ή οποιαδήποτε άλλη) βαρύτητα, όταν πρακτικά δεν γίνεται αισθητή και το σώμα του αστροναύτη βρίσκεται σε κατάσταση αδιάκοπης ελεύθερης πτώσης. Η έλλειψη βαρύτητας μπορεί να εμφανιστεί, για παράδειγμα, σε ανελκυστήρα ή αεροπλάνο ελεύθερης πτώσης (τέτοια ακροβατικά αεροσκάφη χρησιμοποιούνται για εκπαίδευση σε τεχνητή έλλειψη βαρύτητας) ή σε τροχιά της Γης, στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Η παρατεταμένη έκθεση στην έλλειψη βαρύτητας είναι επιζήμια για τη φυσική κατάσταση των αστροναυτών, επομένως οι επιστήμονες μελετούν πώς να μειώσουν τον ρυθμό απώλειας μυϊκής και οστικής μάζας στη μικροβαρύτητα για να προστατεύσουν τους μελλοντικούς ταξιδιώτες στον Άρη και πέρα ​​από αυτήν. Κυριολεκτικά έξι μήνες σε τροχιά προκαλούν μη αναστρέψιμες αλλαγές στο ανθρώπινο σώμα.

Η παρατεταμένη παραμονή στην έλλειψη βαρύτητας οδηγεί σε προβλήματα υγείας - είναι γεγονός. Για παράδειγμα, οι άνθρωποι γνωρίζουν ήδη ότι οι αστροναύτες μπορεί να αντιμετωπίσουν ένα ευρύ φάσμα ιατρικών προβλημάτων όταν πετούν στο διάστημα, συμπεριλαμβανομένης της μυϊκής απώλειας, της ανεπάρκειας ασβεστίου, της καρδιοπνευμονικής δυσλειτουργίας, της όρασης, ακόμη και της εξασθενημένης ανοσίας. Ερευνητές από το Νοσοκομείο Henry Ford του Michigan πρόσθεσαν ένα άλλο πρόβλημα σε αυτή τη λίστα - έχει αποδειχθεί ότι η έλλειψη βαρύτητας καταστρέφει τις αρθρώσεις που δεν ανακάμπτουν ακόμη και μετά την επιστροφή στη Γη.

έλλειψη βαρύτητας

Αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

Κερί που καίει στη Γη (αριστερά) και σε μηδενική βαρύτητα (δεξιά)

έλλειψη βαρύτητας- κατάσταση στην οποία η δύναμη αλληλεπίδρασης του σώματος με το στήριγμα (βάρος σώματος), που προκύπτει σε σχέση με τη βαρυτική έλξη, τη δράση άλλων δυνάμεων μάζας, ιδίως τη δύναμη αδράνειας που προκύπτει από την επιταχυνόμενη κίνηση του σώματος, είναι απών. Μερικές φορές μπορείτε να ακούσετε ένα άλλο όνομα για αυτό το εφέ - μικροβαρύτητα. Αυτό το όνομα είναι λάθος για πτήση κοντά στη Γη. Η βαρύτητα (η δύναμη της έλξης) παραμένει η ίδια. Αλλά όταν πετάμε σε μεγάλες αποστάσεις από ουράνια σώματα, όταν η βαρυτική τους επιρροή είναι αμελητέα, εμφανίζεται πραγματικά η μικροβαρύτητα.

Για να κατανοήσουμε την ουσία της έλλειψης βαρύτητας, μπορούμε να σκεφτούμε ένα αεροσκάφος που πετά κατά μήκος μιας βαλλιστικής τροχιάς. Τέτοιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την εκπαίδευση αστροναυτών στη Ρωσία και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Στο πιλοτήριο, ένα βάρος αιωρείται σε ένα νήμα, το οποίο συνήθως τραβάει το νήμα προς τα κάτω (εάν το αεροσκάφος είναι σε ηρεμία ή κινείται ομοιόμορφα και σε ευθεία γραμμή). Όταν το νήμα στο οποίο κρέμεται η μπάλα δεν τεντώνεται, επέρχεται κατάσταση έλλειψης βαρύτητας. Έτσι, ο πιλότος πρέπει να ελέγχει το αεροσκάφος έτσι ώστε το μπαλόνι να αιωρείται στον αέρα και το νήμα να μην είναι τεντωμένο. Για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα, το αεροσκάφος πρέπει να έχει σταθερή καθοδική επιτάχυνση g. Με άλλα λόγια, οι πιλότοι δημιουργούν μηδέν G. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, μια τέτοια υπερφόρτωση (μέχρι 40 δευτερόλεπτα) μπορεί να δημιουργηθεί με την εκτέλεση ενός ειδικού ελιγμού ακροβατικών (που δεν έχει άλλο όνομα εκτός από «αστοχία στον αέρα»). Οι πιλότοι κάνουν απότομα αίτηση για μείωση του ύψους, με τυπικό ύψος πτήσης 11.000 μέτρων, αυτό δίνει τα απαιτούμενα 40 δευτερόλεπτα "αβαρύτητας". μέσα στην άτρακτο υπάρχει ένας θάλαμος στον οποίο εκπαιδεύονται οι μελλοντικοί κοσμοναύτες· έχει ειδική μαλακή επίστρωση στους τοίχους για αποφυγή τραυματισμών κατά την ανάβαση και την πτώση. Ένα άτομο βιώνει ένα παρόμοιο αίσθημα έλλειψης βαρύτητας όταν πραγματοποιεί πτήσεις της πολιτικής αεροπορίας κατά την προσγείωση. Ωστόσο, για χάρη της ασφάλειας της πτήσης και του μεγάλου φορτίου στη δομή του αεροσκάφους, η πολιτική αεροπορία ρίχνει ύψος κάνοντας πολλές εκτεταμένες σπειροειδείς στροφές (από ύψος πτήσης 11 km σε ύψος προσέγγισης περίπου 1-2 km). Εκείνοι. η κάθοδος γίνεται με πολλά περάσματα, κατά τα οποία ο επιβάτης νιώθει για λίγα δευτερόλεπτα ότι τον σηκώνουν από το κάθισμα. (Το ίδιο συναίσθημα είναι οικείο στους αυτοκινητιστές που είναι εξοικειωμένοι με πίστες που περνούν από απότομους λόφους όταν το αυτοκίνητο αρχίζει να κατεβαίνει από την κορυφή) Οι ισχυρισμοί ότι το αεροσκάφος εκτελεί ακροβατικά όπως το "Nesterov's loop" για να δημιουργήσει βραχυπρόθεσμη έλλειψη βαρύτητας ένας μύθος. Η εκπαίδευση πραγματοποιείται σε ελαφρώς τροποποιημένα επαγγελματικά οχήματα επιβατών ή φορτίου, για τα οποία τα ακροβατικά και παρόμοιοι τρόποι πτήσης είναι υπερκρίσιμοι και μπορεί να οδηγήσουν σε καταστροφή του οχήματος στον αέρα ή σε αστοχία ταχείας κόπωσης των δομών στήριξης.

Χαρακτηριστικά της ανθρώπινης δραστηριότητας και το έργο της τεχνολογίας στην έλλειψη βαρύτητας

Υπό συνθήκες έλλειψης βαρύτητας σε ένα διαστημόπλοιο, πολλές φυσικές διεργασίες (συναγωγή, καύση κ.λπ.) προχωρούν διαφορετικά από ό,τι στη Γη. Η απουσία βαρύτητας, ειδικότερα, απαιτεί ειδικό σχεδιασμό συστημάτων όπως ντους, τουαλέτες, συστήματα θέρμανσης τροφίμων, εξαερισμός κ.λπ. Για να αποφευχθεί ο σχηματισμός στάσιμων ζωνών όπου μπορεί να συσσωρευτεί διοξείδιο του άνθρακα και για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη ανάμειξη ζεστού και κρύου αέρα, ο ISS, για παράδειγμα, έχει εγκαταστήσει μεγάλο αριθμό ανεμιστήρων. Το φαγητό και το ποτό, η προσωπική υγιεινή, η εργασία με εξοπλισμό και γενικά οι συνηθισμένες καθημερινές δραστηριότητες έχουν επίσης τα δικά τους χαρακτηριστικά και απαιτούν από τον αστροναύτη να αναπτύξει συνήθειες και τις απαραίτητες δεξιότητες.

Η επίδραση της έλλειψης βαρύτητας λαμβάνεται αναπόφευκτα υπόψη στη σχεδίαση ενός πυραυλοκινητήρα υγρού προωθητικού που έχει σχεδιαστεί για εκτόξευση σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας. Τα συστατικά υγρού καυσίμου στις δεξαμενές συμπεριφέρονται ακριβώς όπως κάθε υγρό (σχηματίζουν υγρές σφαίρες). Για το λόγο αυτό, η παροχή υγρών εξαρτημάτων από τις δεξαμενές στις γραμμές καυσίμου μπορεί να καταστεί αδύνατη. Για να αντισταθμιστεί αυτό το φαινόμενο, χρησιμοποιείται ένας ειδικός σχεδιασμός δεξαμενών (με διαχωριστές για αέρια και υγρά μέσα), καθώς και μια διαδικασία καθίζησης καυσίμου πριν από την εκκίνηση του κινητήρα. Μια τέτοια διαδικασία συνίσταται στην ενεργοποίηση των βοηθητικών μηχανών του πλοίου για επιτάχυνση. Η ελαφρά επιτάχυνση που δημιουργείται από αυτά καθιζάνει υγρό καύσιμο στον πυθμένα της δεξαμενής, από όπου το σύστημα τροφοδοσίας κατευθύνει το καύσιμο στις γραμμές.

Η επίδραση της έλλειψης βαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα

Κατά τη μετάβαση από τις συνθήκες της επίγειας βαρύτητας στις συνθήκες της έλλειψης βαρύτητας (πρώτα απ 'όλα, όταν το διαστημόπλοιο μπαίνει σε τροχιά), η πλειοψηφία των αστροναυτών βιώνει μια αντίδραση οργανισμού που ονομάζεται σύνδρομο προσαρμογής στο διάστημα.

Με μια μακρά (πολλές εβδομάδες ή περισσότερες) παραμονή ενός ατόμου στο διάστημα, η απουσία βαρύτητας αρχίζει να προκαλεί ορισμένες αλλαγές στο σώμα που έχουν αρνητικό χαρακτήρα.

Η πρώτη και πιο προφανής συνέπεια της έλλειψης βαρύτητας είναι η ταχεία ατροφία των μυών: οι μύες στην πραγματικότητα απενεργοποιούνται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, με αποτέλεσμα να πέφτουν όλα τα φυσικά χαρακτηριστικά του σώματος. Επιπλέον, η συνέπεια μιας απότομης μείωσης της δραστηριότητας των μυϊκών ιστών είναι η μείωση της κατανάλωσης οξυγόνου από το σώμα και λόγω της προκύπτουσας περίσσειας αιμοσφαιρίνης, η δραστηριότητα του μυελού των οστών που τη συνθέτει (αιμοσφαιρίνη) μπορεί να μειωθεί.

Υπάρχει επίσης λόγος να πιστεύουμε ότι ο περιορισμός της κινητικότητας θα διαταράξει τον μεταβολισμό του φωσφόρου στα οστά, γεγονός που θα οδηγήσει σε μείωση της αντοχής τους.

Βάρος και βαρύτητα

Αρκετά συχνά, η εξαφάνιση του βάρους συγχέεται με την εξαφάνιση της βαρυτικής έλξης. Αυτό δεν είναι αληθινό. Ένα παράδειγμα είναι η κατάσταση στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Σε υψόμετρο 350 χιλιομέτρων (το ύψος του σταθμού), η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι 8,8 / ², η οποία είναι μόνο 10% μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της Γης. Η κατάσταση έλλειψης βαρύτητας στον ISS δεν προκύπτει λόγω της «έλλειψης βαρύτητας», αλλά λόγω της κίνησης σε μια κυκλική τροχιά με την πρώτη κοσμική ταχύτητα, δηλαδή οι αστροναύτες, όπως ήταν, συνεχώς «πέφτουν μπροστά» με ταχύτητα 7,9 km/s.

Η έλλειψη βαρύτητας στη Γη

Στη Γη, για πειραματικούς σκοπούς, μια βραχυπρόθεσμη κατάσταση έλλειψης βαρύτητας (έως 40 δευτερόλεπτα) δημιουργείται όταν ένα αεροπλάνο πετά κατά μήκος ενός παραβολικού (και μάλιστα - βαλλιστικού, δηλαδή, κατά μήκος του οποίου ένα αεροπλάνο θα πετούσε υπό την επίδραση μόνο η βαρύτητα· αυτή η τροχιά είναι παραβολή μόνο όταν υπάρχουν μικρές ταχύτητες κίνησης· για έναν δορυφόρο είναι μια έλλειψη, ένας κύκλος ή μια υπερβολή) τροχιές. Η κατάσταση της έλλειψης βαρύτητας μπορεί να γίνει αισθητή στην αρχική στιγμή της ελεύθερης πτώσης ενός σώματος στην ατμόσφαιρα, όταν η αντίσταση του αέρα είναι ακόμα μικρή.

Συνδέσεις

• Αστρονομικό Λεξικό Sanko N.F.
• Παραβολή έλλειψης βαρύτητας Βίντεο από το στούντιο Roscosmos TV

Σημειώσεις

Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .

Συνώνυμα:

Δείτε τι είναι το "Weightlessness" σε άλλα λεξικά:

Αβαρία… Ορθογραφικό Λεξικό

Ελαφρότητα, αιθέρια, αδυναμία, έλλειψη βαρύτητας, ασημαντότητα, ευελιξία Λεξικό ρωσικών συνωνύμων. έλλειψη βαρύτητας, βλέπε ελαφρότητα 1 Λεξικό συνωνύμων της ρωσικής γλώσσας. Πρακτικός οδηγός. Μ.: Ρωσική γλώσσα. Z. E. Alexandrova ... Συνώνυμο λεξικό

Κατάσταση κατά την οποία εξωτερικές δυνάμεις που δρουν σε ένα σώμα δεν προκαλούν αμοιβαίες πιέσεις των σωματιδίων του μεταξύ τους. Στο βαρυτικό πεδίο της Γης, το ανθρώπινο σώμα αντιλαμβάνεται τέτοιες πιέσεις ως αίσθημα βάρους. Η έλλειψη βαρύτητας εμφανίζεται όταν ...... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Σύγχρονη Εγκυκλοπαίδεια

ΑΒΑΡΟΣ, κατάσταση που βιώνεται από ένα αντικείμενο στην οποία δεν εκδηλώνεται η επίδραση του βάρους. Η έλλειψη βαρύτητας μπορεί να παρατηρηθεί στο διάστημα ή κατά την ελεύθερη πτώση, αν και υπάρχει μια βαρυτική έλξη ενός «βαρύ» σώματος. Αστροναύτες...... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Η κατάσταση ενός υλικού σώματος που κινείται σε ένα βαρυτικό πεδίο, επιπλέον, οι δυνάμεις της βαρύτητας που δρουν σε αυτό ή η κίνηση που κάνει δεν προκαλούν πιέσεις μεταξύ των σωμάτων μεταξύ τους. Εάν ένα σώμα βρίσκεται σε ηρεμία στο βαρυτικό πεδίο της Γης σε οριζόντιο επίπεδο, ... ... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια

έλλειψη βαρύτητας- ΑΒΑΡΟΣ, κατάσταση κατά την οποία εξωτερικές δυνάμεις που δρουν σε ένα σώμα δεν προκαλούν αμοιβαίες πιέσεις των σωματιδίων του μεταξύ τους. Η έλλειψη βαρύτητας εμφανίζεται όταν ένα σώμα κινείται ελεύθερα σε ένα βαρυτικό πεδίο (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια μιας κατακόρυφης πτώσης, κίνηση κατά μήκος ... ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό