ร่างกายไร้น้ำหนัก การนำเสนอในหัวข้อ "ความไร้น้ำหนักของฟิสิกส์" สี่กรณีของน้ำหนักตัวในลิฟต์ที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว

เราเคยชินกับความจริงที่ว่าสิ่งของรอบตัวเรามีน้ำหนัก สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะแรงโน้มถ่วงดึงดูดพวกเขามายังโลก แม้ว่าเราจะบินอยู่ในเครื่องบินหรือดิ่งพสุธา น้ำหนักก็ไม่หายไปจากเรา แต่จะเกิดอะไรขึ้นหากน้ำหนักหายไป สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อใด และปรากฏการณ์ใดที่น่าสนใจที่สังเกตได้ภายใต้สภาวะไร้น้ำหนัก ทั้งหมดนี้อยู่ในโพสต์นี้

กฎความโน้มถ่วงสากลที่นิวตันค้นพบ ระบุว่าวัตถุทั้งหมดที่มีมวลดึงดูดซึ่งกันและกัน สำหรับวัตถุที่มีมวลน้อย แรงดึงดูดดังกล่าวแทบจะมองไม่เห็น แต่ถ้าวัตถุมีมวลมาก เช่น โลกของเรา (และมวลของมันเป็นกิโลกรัมแสดงเป็นตัวเลข 25 หลัก) แรงดึงดูดนั้นจะสังเกตเห็นได้ชัดเจน . ดังนั้น วัตถุทั้งหมดจึงถูกดึงดูดมายังโลก - หากยกขึ้น วัตถุก็จะตกลงมา และเมื่อตกลงมา แรงโน้มถ่วงจะกดทับพื้นผิว สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าทุกสิ่งบนโลกมีน้ำหนัก แม้แต่อากาศก็ถูกแรงโน้มถ่วงกดทับโลกและน้ำหนักของมันไปกดทับทุกสิ่งที่อยู่บนพื้นผิวของมัน

น้ำหนักจะหายไปได้เมื่อไหร่? ทั้งเมื่อแรงโน้มถ่วงไม่ได้กระทำต่อร่างกายเลย หรือเมื่อมันเกิดขึ้น แต่ไม่มีสิ่งใดขัดขวางไม่ให้ร่างกายตกลงมาอย่างอิสระ แม้ว่าแรงดึงดูดจะลดลงตามระยะห่างจากโลก แม้จะอยู่ที่ระดับความสูงหลายร้อยหลายพันกิโลเมตร ก็ยังคงแข็งแกร่ง ดังนั้นการกำจัดแรงโน้มถ่วงจึงไม่ง่าย แต่มันค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะอยู่ในสภาพตกอย่างอิสระ

ตัวอย่างเช่น คุณสามารถอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักได้ หากคุณพบว่าตัวเองอยู่ในเครื่องบินที่เคลื่อนที่ไปตามวิถีพิเศษ - เช่นเดียวกับร่างกายที่ไม่ถูกขัดขวางโดยแรงต้านของอากาศ

ทุกอย่างดูเหมือนนี้:

แน่นอนว่าเครื่องบินไม่สามารถเคลื่อนที่ไปตามวิถีดังกล่าวได้เป็นเวลานานเพราะจะชนกับพื้น ดังนั้นมีเพียงนักบินอวกาศที่อาศัยอยู่บนสถานีโคจรเท่านั้นที่ต้องเผชิญกับการอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานาน และพวกเขาต้องชินกับข้อเท็จจริงที่ว่าปรากฏการณ์มากมายที่เราคุ้นเคยในเรื่องความไร้น้ำหนักนั้น เกิดขึ้นในรูปแบบที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงบนโลก

1) ในสภาวะไร้น้ำหนัก คุณสามารถเคลื่อนย้ายของหนักๆ และขยับตัวเองได้โดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย ด้วยเหตุผลเดียวกัน วัตถุใด ๆ จะต้องได้รับการแก้ไขเป็นพิเศษเพื่อไม่ให้บินไปรอบ ๆ สถานีโคจร และในช่วงเวลาของการนอนหลับ นักบินอวกาศจะปีนเข้าไปในถุงพิเศษที่ติดอยู่กับผนัง

ต้องใช้เวลาในการเรียนรู้วิธีเคลื่อนที่ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง และผู้เริ่มต้นจะไม่ประสบความสำเร็จในทันที นักบินอวกาศชาวอเมริกันคนหนึ่งกล่าวว่า "พวกเขาพยายามอย่างสุดกำลังและทุบหัว พันกันด้วยสายไฟและสิ่งของต่างๆ ดังนั้นนี่จึงเป็นที่มาของความสนุกไม่รู้จบ" นักบินอวกาศชาวอเมริกันคนหนึ่งกล่าวในหัวข้อนี้

2) ของเหลวในสภาวะไร้น้ำหนักจะมีรูปทรงกลม น้ำจะไม่ทำงานอย่างที่เราคุ้นเคยบนโลก เก็บไว้ในภาชนะเปิด เทจากกาต้มน้ำและเทลงในถ้วย แม้แต่การล้างมือของเราก็ใช้ไม่ได้ตามปกติสำหรับเรา

3) เปลวไฟในสภาวะไร้น้ำหนักจะอ่อนมากและจางลงตามกาลเวลา หากคุณจุดเทียนภายใต้สภาวะปกติ เทียนจะสว่างจนดับ แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะอากาศร้อนจะเบาลงและสูงขึ้น ทำให้มีที่ว่างสำหรับอากาศบริสุทธิ์ที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจน ในสภาวะไร้น้ำหนัก จะไม่มีการหมุนเวียนอากาศ และเมื่อเวลาผ่านไป ออกซิเจนรอบๆ เปลวไฟจะเผาไหม้และการเผาไหม้จะหยุดลง

การจุดเทียนภายใต้สภาวะปกติและสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง (ขวา)

แต่ต้องใช้ออกซิเจนอย่างสม่ำเสมอไม่เพียง แต่สำหรับการเผาไหม้ แต่ยังสำหรับการหายใจด้วย ดังนั้น หากนักบินอวกาศไม่มีการเคลื่อนไหว (เช่น นอนหลับ) พัดลมจะต้องทำงานในห้องเพื่อผสมอากาศ

4) ในสภาวะไร้น้ำหนัก เป็นไปได้ที่จะได้รับวัสดุพิเศษที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับภายใต้สภาพพื้นดิน ตัวอย่างเช่น สารบริสุทธิ์พิเศษ วัสดุคอมโพสิตใหม่ คริสตัลขนาดใหญ่ปกติ และแม้แต่ยา หากสามารถลดต้นทุนในการขนส่งสินค้าขึ้นและลงได้ จะช่วยแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีได้มากมาย

5) ในสภาวะไร้น้ำหนักบนสถานีโคจร มีการค้นพบเอฟเฟกต์ที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้เป็นครั้งแรก ตัวอย่างเช่น การก่อตัวของโครงสร้างที่คล้ายกับผลึกในพลาสมาหรือ "เอฟเฟกต์ Dzhanibekov" - เมื่อวัตถุที่หมุนได้เปลี่ยนแกนของการหมุน 180 องศาในช่วงเวลาที่แน่นอน

ผล Dzanibekov:

6) ภาวะไร้น้ำหนักมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิต แม้ว่าจะสามารถปรับให้เข้ากับชีวิตในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วงได้ แต่ก็ไม่ง่ายนักที่จะทำเช่นนั้น เมื่ออยู่ในสภาพไร้น้ำหนักเป็นครั้งแรกบุคคลสูญเสียการปฐมนิเทศในอวกาศเกิดอาการวิงเวียนศีรษะเนื่องจากอุปกรณ์ขนถ่ายหยุดทำงานตามปกติ การเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในร่างกาย ได้แก่ การกระจายของเหลวในร่างกาย เนื่องจากใบหน้าบวมและคัดจมูก เนื่องจากการสูญเสียน้ำหนักที่กระดูกสันหลัง การเจริญเติบโตเพิ่มขึ้น และการสัมผัสกับภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานาน กล้ามเนื้อลีบและสูญเสียความแข็งแรงของกระดูก เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงเชิงลบ นักบินอวกาศต้องทำแบบฝึกหัดพิเศษเป็นประจำ

หลังจากกลับมายังโลก นักบินอวกาศต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพเดิมๆ อีกครั้ง ไม่เพียงแต่ทางร่างกายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทางจิตใจด้วย ตัวอย่างเช่น พวกเขาอาจทิ้งแก้วไว้กลางอากาศโดยลืมไปว่าแก้วจะตกลงมา

"ฟิสิกส์ไร้น้ำหนัก". นักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติบอกว่ากฎของฟิสิกส์ทำงานอย่างไรในสภาวะไร้น้ำหนัก:

สไลด์2

วัตถุประสงค์: เพื่อให้แนวคิดเรื่องความไร้น้ำหนักในรูปแบบที่ซับซ้อน วัตถุประสงค์: เพื่อให้เข้าใจกลไกการเกิดขึ้นของปรากฏการณ์นี้ อธิบายกลไกนี้ทางคณิตศาสตร์และร่างกาย บอกข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับการไร้น้ำหนัก เพื่อให้เข้าใจว่าสภาวะไร้น้ำหนักส่งผลต่อสุขภาพของคนในยานอวกาศ บนสถานี ฯลฯ อย่างไร กล่าวคือ การมองความไร้น้ำหนักจากมุมมองทางชีววิทยาและทางการแพทย์

สไลด์ 3

น้ำหนักตัว - แรงที่ร่างกายเนื่องจากแรงดึงดูดกับพื้นกระทำการรองรับหรือระงับ ตามกฎของนิวตัน III: Р = -Fу (1) (รูปที่ 1); 2) นอกจากนี้ ตามกฎของนิวตัน III Fт = -Fу (2); 3) เปรียบเทียบนิพจน์ 1 และ 2 เราได้รับ: Р = FT; 4) ตามกฎของนิวตัน II เมื่อวัตถุมวล m เคลื่อนที่ภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วง Ft และแรงยืดหยุ่น FY ด้วยความเร่ง a จะเกิดความเท่าเทียมกัน: FT + FY = ma 5) จากสมการ P = -FY และ Ft + Fy = ma เราได้รับ: - ma \u003d mg - ma หรือ P \u003d m (g - a) 6) OY (รูปที่ 2): Ru = m(gY - aY) หรือ P = m(g - a)

สไลด์ 4

สี่กรณีของน้ำหนักตัวในลิฟต์ที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว

เมื่อพูดถึงน้ำหนักตัวในลิฟต์ที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว มักจะพิจารณาสามกรณี: ลิฟต์เคลื่อนที่ด้วยความเร่งขึ้น (P>mg, P=mg+a) ลิฟต์เคลื่อนที่ด้วยความเร่งลดลง (P

สไลด์ 5

และลิฟต์ควรเคลื่อนที่อย่างไรให้คนเดินบนเพดานได้? ลิฟต์ต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร่งมากกว่า g เมื่อความเร่ง a เท่ากับ g น้ำหนักจะกลายเป็นศูนย์ หากคุณเพิ่มอัตราเร่งต่อไป เราสามารถสรุปได้ว่าน้ำหนักของร่างกายจะเปลี่ยนทิศทาง

สไลด์ 6

ไร้น้ำหนัก หากร่างกายพร้อมส่วนรองรับตกลงมาอย่างอิสระ แล้ว a = ก. และจากสูตร P = ม.(ก. – ก.) จะได้ว่า P = 0 การหายไปของน้ำหนักเมื่อตัวรองรับเคลื่อนที่ด้วยความเร่งของ การตกทั้งหมดเรียกว่าการไร้น้ำหนัก การไร้น้ำหนักมีสองประเภท: การไร้น้ำหนักแบบสถิต - การลดน้ำหนักที่เกิดขึ้นในระยะห่างอย่างมากจากเทห์ฟากฟ้าอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงที่ลดลง 2) ภาวะไร้น้ำหนักแบบไดนามิก - สถานะที่บุคคลอยู่ในระหว่างเที่ยวบินในวงโคจร

สไลด์ 7

การเกิดขึ้นของความไร้น้ำหนักแบบไดนามิก

สไลด์ 8

วัตถุภายใต้การกระทำของกองกำลังภายนอกจะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนักหาก: 1) แรงที่กระทำต่อร่างกายเป็นเพียงมวล (แรงโน้มถ่วง); สนามของกองกำลังของร่างกายเหล่านี้เป็นเนื้อเดียวกันในท้องถิ่น ความเร็วเริ่มต้นของอนุภาคทั้งหมดของร่างกายมีค่าเท่ากันในโมดูลัสและทิศทาง

สไลด์ 9

เปลวไฟในสภาวะไร้น้ำหนัก ในสภาวะไร้น้ำหนัก เปลวไฟของเทียนจะเป็นทรงกลมและมีสีฟ้า เปลวเทียนบนดิน เปลวไฟในสภาวะไร้น้ำหนัก

สไลด์ 10

การต้มของเหลวด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ ในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ การเดือดจะกลายเป็นกระบวนการที่ช้ากว่ามาก อย่างไรก็ตามการสั่นสะเทือนของของเหลวอาจทำให้เดือดอย่างรุนแรง ผลลัพธ์นี้มีนัยสำหรับอุตสาหกรรมอวกาศ น้ำเดือดบนโลก น้ำเดือดในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์

สไลด์ 11

MAN AND WEIGHTLESSNESS วิธีในการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการไร้น้ำหนัก: การฝึกกล้ามเนื้อ, การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของกล้ามเนื้อ, แรงดันลบที่นำไปใช้กับครึ่งล่างของร่างกาย, เภสัชวิทยาและวิธีการอื่น; การสร้างแรงโน้มถ่วงเทียมบนยานอวกาศ ข้อ จำกัด ของกิจกรรมของกล้ามเนื้อ, การขาดการสนับสนุนตามปกติของบุคคลตามแกนแนวตั้งของร่างกาย, ความดันโลหิตที่หยุดนิ่งลดลง ฯลฯ

สไลด์ 12

ศึกษาปัญหาชีวิตในอวกาศ สถานีโคจรของอเมริกา Skylab (จากภาษาอังกฤษ Skylab คือ skylab - "skylab")

สไลด์ 13

การผ่าตัดด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ แพทย์ชาวฝรั่งเศสนำโดยศาสตราจารย์ Dominique Martin จากบอร์โดซ์ ทำการผ่าตัดด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ครั้งแรกของโลก การทดลองได้ดำเนินการบนเครื่องบินโดยสาร A-300 ในโมดูลที่มีอุปกรณ์พิเศษ โดยเกี่ยวข้องกับศัลยแพทย์ 3 คน และวิสัญญีแพทย์ 2 คน ซึ่งต้องเอาเนื้องอกไขมันที่แขนของผู้ป่วย ซึ่งเป็นอาสาสมัคร ฟิลลิป ซานโช วัย 46 ปี ภายใต้สภาวะไร้น้ำหนัก

สไลด์ 14

ผลลัพธ์ ความไร้น้ำหนักเกิดขึ้นเมื่อร่างกายตกลงมาอย่างอิสระพร้อมกับการสนับสนุนเช่น ความเร่งของร่างกายและการรองรับเท่ากับความเร่งของการตกอย่างอิสระ การไร้น้ำหนักมีสองประเภท: คงที่และไดนามิก ความไร้น้ำหนักสามารถนำมาใช้เพื่อดำเนินการตามกระบวนการทางเทคโนโลยีบางอย่างที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะนำไปใช้ภายใต้สภาวะบนบก การศึกษาเปลวไฟภายใต้สภาวะไร้น้ำหนักเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประเมินการทนไฟของยานอวกาศและเพื่อพัฒนาวิธีการดับเพลิงแบบพิเศษ

สไลด์ 15

สรุป ความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับการเดือดของของเหลวในอวกาศมีความสำคัญต่อการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จของยานอวกาศที่บรรทุกจรวดของเหลวจำนวนมาก ผลกระทบของการไร้น้ำหนักต่อร่างกายเป็นผลลบ เนื่องจากทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานที่สำคัญหลายประการของร่างกาย สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้โดยการสร้างแรงโน้มถ่วงเทียมบนยานอวกาศ จำกัดกิจกรรมกล้ามเนื้อของนักบินอวกาศ ฯลฯ บุคคลที่สามารถใช้งานได้ในอวกาศภายใต้สภาวะไร้น้ำหนัก สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์โดยแพทย์ชาวฝรั่งเศสที่นำโดยศาสตราจารย์ Dominique Martin จากบอร์โดซ์

สไลด์ 16

สไลด์ 17

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ!

ดูสไลด์ทั้งหมด

ไร้น้ำหนัก- สถานะที่วัตถุตั้งอยู่ เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในสนามโน้มถ่วงของโลก (หรือวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ) ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้น แยกแยะ. คุณสมบัติของสถานะ H. คือเมื่อ H. ทำหน้าที่เกี่ยวกับอนุภาคของร่างกายต่อ แรง (แรงโน้มถ่วง) ไม่ก่อให้เกิดแรงกดดันร่วมกันของอนุภาคของร่างกายต่อกันและกัน

เมื่อร่างกายหยุดนิ่งในสนามโน้มถ่วงของโลกบนระนาบแนวนอน วัตถุก็จะได้รับผลกระทบจากตัวเลขที่เท่ากัน แต่แรงที่พุ่งตรงข้าม - ปฏิกิริยาของระนาบ ส่งผลให้ภายใน กองกำลังในรูปแบบของแรงกดดันซึ่งกันและกันของอนุภาคของร่างกายต่อกัน ร่างกายมนุษย์รับรู้ต่อดังกล่าว ความพยายามเป็นสภาวะปกติของน้ำหนักสำหรับเขา อวัยวะภายในเหล่านี้ปรากฏขึ้น แรงที่เกิดจากปฏิกิริยาของเครื่องบิน ปฏิกิริยาคือแรงที่พื้นผิว กล่าวคือ แรงที่กระทำโดยตรงกับบางส่วนของพื้นผิวของร่างกาย ไปยังอนุภาคอื่น ๆ ของร่างกาย การกระทำของแรงนี้จะถูกส่งผ่านโดยแรงกดดันจากอนุภาคที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งทำให้เกิดแรงภายในที่สอดคล้องกันในร่างกาย ความพยายาม. ภายในที่คล้ายกัน แรงเกิดขึ้นเมื่อแรงพื้นผิวอื่นๆ กระทำต่อร่างกาย เช่น แรงฉุด แรงต้านสิ่งแวดล้อม ฯลฯ หากแรงพื้นผิวมีค่ามากกว่าแรงโน้มถ่วงเชิงตัวเลข แรงภายในก็จะมากกว่าตามลำดับ ซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์โอเวอร์โหลดและเกิดขึ้น เช่น เมื่อปล่อยจรวด

แรงโน้มถ่วงเป็นแรงมวลและต่างจากแรงพื้นผิวตรงกับอนุภาคแต่ละตัวของร่างกายโดยตรง ดังนั้น เมื่อแรงโน้มถ่วงกระทำต่อวัตถุเท่านั้น พวกมันจะสื่อสารโดยตรงถึงความเร่งเดียวกันกับแต่ละอนุภาคของร่างกาย และอนุภาคเหล่านี้จะเคลื่อนที่อย่างอิสระ โดยไม่ต้องกดดันซึ่งกันและกัน ร่างกายอยู่ในสถานะ H.

โดยทั่วไป สถานะของ H. เกิดขึ้นเมื่อ: ก) กระทำต่อร่างกายต่อจากนี้ไป แรงเป็นเพียงมวล (แรงโน้มถ่วง) b) สนามพลังของร่างกายเหล่านี้มีความสม่ำเสมอในระดับท้องถิ่น กล่าวคือ แรงสนามส่งให้กับอนุภาคทั้งหมดของร่างกายในแต่ละตำแหน่งของมันด้วยความเร่งเท่ากันทั้งในด้านขนาดและทิศทาง ซึ่งในทางปฏิบัติจะเกิดขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วงของโลกหากมิติ ของร่างกายมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับรัศมีของโลก ในตอนเริ่มต้น. ความเร็วของอนุภาคทั้งหมดของร่างกายเท่ากันในโมดูลัสและทิศทาง (ร่างกายเคลื่อนที่ไปข้างหน้า)

ตัวอย่างเช่น จักรวาล บิน. เครื่องมือ (หรือดาวเทียม) และร่างกายทั้งหมดที่ได้รับจุดเริ่มต้นที่สอดคล้องกัน ความเร็ว เคลื่อนที่ภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงตามวงโคจรของมันด้วยความเร่งเกือบเท่ากัน เป็นอิสระ และทั้งร่างกายและอนุภาคของพวกมันจะไม่กดดันซึ่งกันและกัน กล่าวคือ พวกมันอยู่ในสถานะ H ในเวลาเดียวกันใน สัมพันธ์กับห้องนักบิน, . อุปกรณ์ร่างกายที่อยู่ในนั้นสามารถพักได้ทุกที่ ( "แขวน" อย่างอิสระในอวกาศ) แม้ว่าแรงโน้มถ่วงใน N. จะกระทำกับอนุภาคทั้งหมดของร่างกาย แต่ไม่มีภายนอก แรงพื้นผิว to-rye อาจทำให้เกิดแรงกดทับของอนุภาคซึ่งกันและกัน โปรดทราบว่าภายใน ความพยายามของธรรมชาติที่แตกต่างกัน ไม่ได้เกิดจากภายนอก อิทธิพล ตัวอย่างเช่น แรงของโมเลกุล อุณหภูมิ ความพยายามของกล้ามเนื้อในร่างกายมนุษย์ สามารถเกิดขึ้นได้ในสถานะ H

H. สามารถส่งผลอย่างมากต่อร่างกายจำนวนมาก ปรากฏการณ์ ตัวอย่างเช่น ในของเหลวที่เทลงในภาชนะ แรงของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล ซึ่งมีขนาดเล็กภายใต้สภาวะ "ภาคพื้นดิน" เมื่อเปรียบเทียบกับแรงกดที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง จะส่งผลต่อรูปร่างของวงเดือนเท่านั้น ที่ H. การกระทำของกองกำลังเหล่านี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าของเหลวที่ทำให้เปียกที่วางอยู่ในภาชนะปิดถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วผนังของภาชนะและอากาศ (ถ้ามี) ตรงบริเวณตรงกลางของเรือในขณะที่ ของเหลวเปียกจะอยู่ในรูปของลูกบอลในภาชนะ หยดของเหลวที่เทออกจากภาชนะจะถูกดึงเข้าด้วยกันเป็นลูกบอล

อันเป็นผลให้มีความหมายว่า ความแตกต่างระหว่างเงื่อนไข H. กับเงื่อนไข "ภาคพื้นดิน" ซึ่งอุปกรณ์และชุดประกอบของดาวเทียมเทียม ยานอวกาศจะถูกสร้างขึ้นและดีบั๊ก บิน. ยานพาหนะและยานยิง ปัญหาของเอชตรงบริเวณสถานที่สำคัญท่ามกลางปัญหาอื่น ๆ ของอวกาศ ดังนั้นในเงื่อนไขของเครื่องมือและอุปกรณ์ H. จึงไม่เหมาะที่จะใช้ทางกายภาพ ลูกตุ้มหรือการไหลของของเหลวอย่างอิสระ ฯลฯ การบัญชีสำหรับ H. มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับระบบที่มีภาชนะบรรจุของเหลวบางส่วนซึ่งตัวอย่างเช่นเกิดขึ้นในเครื่องยนต์ การติดตั้งด้วยเครื่องยนต์เจ็ทเหลว ออกแบบมาเพื่อรวมไว้ในอวกาศซ้ำๆ เที่ยวบิน. เทคโนโลยีอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง ปัญหา.

เป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จะต้องคำนึงถึงเอกลักษณ์ของเงื่อนไข H. ในระหว่างการบินของยานอวกาศที่มีคนอาศัยอยู่ เรือเนื่องจากสภาพความเป็นอยู่ของบุคคลที่มีเอชแตกต่างกันอย่างมากจากสภาพปกติ "ทางโลก" ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานที่สำคัญหลายอย่างของเขา อย่างไรก็ตามเบื้องต้น การฝึกอบรมและมาตรการป้องกันช่วยให้บุคคลสามารถอยู่และทำงานได้อย่างประสบความสำเร็จเป็นเวลานานใน H.

ก็ยังถือว่านานมาก เที่ยวบินในวงโคจร (ใกล้โลก) หรือสถานีอวกาศคุณสามารถสร้างงานศิลปะได้ "หนัก" เช่น วางห้องทำงานในห้องโดยสารหมุนรอบศูนย์กลาง ส่วนต่างๆ ของสถานี ร่างกายในห้องโดยสารเหล่านี้จะถูกกดลงบนพื้นผิวด้านข้างของห้องโดยสารซึ่งจะทำหน้าที่เป็น "พื้น" และปฏิกิริยาของ "พื้น" ที่ใช้กับร่างกายจะสร้างงานศิลปะ "แรงโน้มถ่วง".

ความไร้น้ำหนัก - แม่นยำกว่านั้นคือสภาวะไร้น้ำหนัก - เป็นสภาวะพิเศษที่อยู่นอกแรงโน้มถ่วงของโลก (หรืออย่างอื่น) เมื่อแทบไม่รู้สึก และร่างกายของนักบินอวกาศอยู่ในสภาพตกอย่างอิสระอย่างไม่หยุดยั้ง การไร้น้ำหนักสามารถสัมผัสได้ เช่น ในลิฟต์หรือเครื่องบินที่ตกลงมาอย่างอิสระ (เครื่องบินผาดโผนดังกล่าวใช้สำหรับฝึกการไร้น้ำหนักเทียม) หรือในวงโคจรโลกบนสถานีอวกาศนานาชาติ การสัมผัสกับภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานานส่งผลเสียต่อสภาพร่างกายของนักบินอวกาศ นักวิทยาศาสตร์จึงกำลังศึกษาวิธีลดอัตราการสูญเสียกล้ามเนื้อและมวลกระดูกในสภาวะไร้น้ำหนัก เพื่อปกป้องผู้เดินทางในอนาคตไปยังดาวอังคารและที่อื่นๆ ใช้เวลาหกเดือนในวงโคจรอย่างแท้จริงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในร่างกายมนุษย์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

การอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานานทำให้เกิดปัญหาสุขภาพ - เป็นความจริง ตัวอย่างเช่น ผู้คนรู้อยู่แล้วว่านักบินอวกาศสามารถประสบปัญหาทางการแพทย์ที่หลากหลายเมื่อบินไปยังอวกาศ รวมถึงการสูญเสียกล้ามเนื้อ การขาดแคลเซียม ความผิดปกติของหัวใจและปอด ความบกพร่องทางสายตา และแม้แต่ภูมิคุ้มกันที่อ่อนแอลง นักวิจัยจากโรงพยาบาล Henry Ford ในรัฐมิชิแกน ได้เพิ่มปัญหาอื่นลงในรายการนี้ ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการไร้น้ำหนักทำลายข้อต่อที่ไม่ฟื้นตัวแม้หลังจากกลับมายังโลก

ไร้น้ำหนัก

นักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติ

การจุดเทียนบนโลก (ซ้าย) และสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ (ขวา)

ไร้น้ำหนัก- สถานะที่แรงปฏิสัมพันธ์ของร่างกายกับการรองรับ (น้ำหนักตัว) ที่เกิดขึ้นจากแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วง การกระทำของมวลอื่น ๆ โดยเฉพาะแรงเฉื่อยที่เกิดจากการเคลื่อนที่แบบเร่งของร่างกายคือ ขาด. บางครั้งคุณสามารถได้ยินชื่ออื่นสำหรับเอฟเฟกต์นี้ - ไร้น้ำหนัก. ชื่อนี้ไม่ถูกต้องสำหรับเที่ยวบินใกล้โลก แรงโน้มถ่วง (แรงดึงดูด) ยังคงเหมือนเดิม แต่เมื่อบินในระยะทางไกลจากเทห์ฟากฟ้า เมื่ออิทธิพลโน้มถ่วงของพวกมันมีเพียงเล็กน้อย ความไร้น้ำหนักก็เกิดขึ้นจริง

เพื่อให้เข้าใจแก่นแท้ของความไร้น้ำหนัก เราสามารถพิจารณาเครื่องบินที่บินไปตามวิถีวิถีขีปนาวุธ วิธีการดังกล่าวใช้เพื่อฝึกนักบินอวกาศในรัสเซียและสหรัฐอเมริกา ในห้องนักบิน น้ำหนักจะถูกแขวนไว้บนเกลียว ซึ่งมักจะดึงด้ายลงมา (หากเครื่องบินหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง) เมื่อด้ายที่ลูกแขวนอยู่ไม่ยืดออก จะเกิดสภาวะไร้น้ำหนัก ดังนั้น นักบินจึงต้องควบคุมเครื่องบินเพื่อให้บอลลูนลอยอยู่ในอากาศ และด้ายไม่ตึง เพื่อให้บรรลุผลนี้ เครื่องบินต้องมีอัตราเร่งลงคงที่ g กล่าวอีกนัยหนึ่งนักบินสร้างศูนย์ G. เป็นเวลานานสามารถสร้างโอเวอร์โหลดดังกล่าว (สูงสุด 40 วินาที) ได้โดยการใช้กลอุบายไม้ลอยพิเศษ (ซึ่งไม่มีชื่ออื่นนอกจาก "ความล้มเหลวในอากาศ") นักบินขอให้ลดระดับความสูงอย่างกะทันหันด้วยระดับความสูงมาตรฐานที่ 11,000 เมตรทำให้ต้องใช้เวลา 40 วินาทีในการ "ไร้น้ำหนัก" ภายในลำตัวเครื่องบินมีห้องสำหรับนักบินอวกาศในอนาคตซึ่งมีการเคลือบแบบอ่อนพิเศษบนผนังเพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บระหว่างการปีนและการตก บุคคลประสบความรู้สึกไร้น้ำหนักที่คล้ายกันเมื่อบินเที่ยวบินพลเรือนในระหว่างการลงจอด อย่างไรก็ตาม เพื่อความปลอดภัยในการบินและการบรรทุกของหนักในโครงสร้างเครื่องบิน การบินพลเรือนลดระดับความสูงด้วยการหมุนวงก้นหอยหลายครั้ง (จากระดับความสูงของเที่ยวบิน 11 กม. ถึงระดับความสูงประมาณ 1-2 กม.) เหล่านั้น. การสืบเชื้อสายเกิดขึ้นหลายครั้งในระหว่างที่ผู้โดยสารรู้สึกว่าเขาถูกยกขึ้นจากที่นั่งไม่กี่วินาที (ความรู้สึกเดียวกันคือความคุ้นเคยของผู้ขับขี่รถยนต์ที่คุ้นเคยกับรางที่วิ่งผ่านเนินเขาสูงชันเมื่อรถเริ่มเคลื่อนลงมาจากด้านบนสุด) อ้างว่าเครื่องบินทำไม้ลอยเช่น "Nesterov's loop" เพื่อสร้างการไร้น้ำหนักในระยะสั้นก็ไม่มีอะไรมากไปกว่า ตำนาน การฝึกอบรมดำเนินการในผู้โดยสารเชิงพาณิชย์ที่ดัดแปลงเล็กน้อยหรือยานพาหนะระดับสินค้า ซึ่งไม้ลอยและโหมดการบินที่คล้ายกันมีความสำคัญยิ่งยวด และสามารถนำไปสู่การทำลายยานพาหนะในอากาศหรือความล้มเหลวอย่างรวดเร็วของโครงสร้างรองรับ

คุณสมบัติของกิจกรรมของมนุษย์และการทำงานของเทคโนโลยีในสภาวะไร้น้ำหนัก

ภายใต้สภาวะไร้น้ำหนักบนยานอวกาศ กระบวนการทางกายภาพหลายอย่าง (การพาความร้อน การเผาไหม้ ฯลฯ) ดำเนินไปอย่างแตกต่างไปจากบนโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การไม่มีแรงโน้มถ่วงจำเป็นต้องมีการออกแบบพิเศษของระบบ เช่น ห้องอาบน้ำ ห้องส้วม ระบบทำความร้อนสำหรับอาหาร การระบายอากาศ ฯลฯ เพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของบริเวณที่หยุดนิ่งซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์สามารถสะสม และเพื่อให้แน่ใจว่ามีการผสมกันของอากาศอุ่นและเย็น ตัวอย่างเช่น ISS ได้ติดตั้งพัดลมจำนวนมาก การกินและดื่ม สุขอนามัยส่วนบุคคล การทำงานกับอุปกรณ์ และโดยทั่วไปแล้ว กิจกรรมในชีวิตประจำวันทั่วไปก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเองเช่นกัน และต้องการให้นักบินอวกาศพัฒนานิสัยและทักษะที่จำเป็น

อิทธิพลของความไร้น้ำหนักถูกนำมาพิจารณาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในการออกแบบเครื่องยนต์จรวดขับเคลื่อนด้วยของเหลวซึ่งได้รับการออกแบบให้ปล่อยในสภาวะไร้น้ำหนัก ส่วนประกอบเชื้อเพลิงเหลวในถังมีลักษณะเหมือนของเหลว (รูปทรงกลมของเหลว) ด้วยเหตุผลนี้ การจัดหาส่วนประกอบที่เป็นของเหลวจากถังน้ำมันไปยังท่อส่งเชื้อเพลิงอาจเป็นไปไม่ได้ เพื่อชดเชยผลกระทบนี้ มีการใช้การออกแบบถังพิเศษ (พร้อมตัวแยกก๊าซและของเหลว) รวมถึงขั้นตอนในการชำระน้ำมันเชื้อเพลิงก่อนสตาร์ทเครื่องยนต์ ขั้นตอนดังกล่าวประกอบด้วยการเปิดเครื่องยนต์เสริมของเรือเพื่อเร่งความเร็ว การเร่งความเร็วเล็กน้อยที่เกิดขึ้นโดยพวกเขาทำให้เกิดเชื้อเพลิงเหลวที่ด้านล่างของถังจากตำแหน่งที่ระบบจ่ายเชื้อเพลิงนำเชื้อเพลิงเข้าสู่ท่อ

ผลกระทบของความไร้น้ำหนักต่อร่างกายมนุษย์

ระหว่างการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะของแรงโน้มถ่วงของโลกไปสู่สภาวะไร้น้ำหนัก (ก่อนอื่น เมื่อยานอวกาศเข้าสู่วงโคจร) นักบินอวกาศส่วนใหญ่ประสบกับปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่ากลุ่มอาการการปรับตัวในอวกาศ

เมื่อบุคคลอยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน (หลายสัปดาห์หรือมากกว่า) การไม่มีแรงโน้มถ่วงเริ่มทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในร่างกายที่มีลักษณะเชิงลบ

ผลที่ตามมาประการแรกและชัดเจนที่สุดของภาวะไร้น้ำหนักคือการฝ่ออย่างรวดเร็วของกล้ามเนื้อ: จริง ๆ แล้วกล้ามเนื้อถูกปิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ส่งผลให้ลักษณะทางกายภาพทั้งหมดของร่างกายลดลง นอกจากนี้ ผลที่ตามมาจากกิจกรรมของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อที่ลดลงอย่างรวดเร็วคือการลดการบริโภคออกซิเจนของร่างกาย และเนื่องจากผลของเฮโมโกลบินที่มากเกินไป กิจกรรมของไขกระดูกที่สังเคราะห์มัน (เฮโมโกลบิน) อาจลดลง

นอกจากนี้ยังมีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าการจำกัดการเคลื่อนไหวจะขัดขวางเมแทบอลิซึมของฟอสฟอรัสในกระดูก ซึ่งจะทำให้ความแข็งแรงลดลง

น้ำหนักและแรงโน้มถ่วง

บ่อยครั้ง การหายตัวไปของน้ำหนักมักสับสนกับการหายตัวไปของแรงดึงดูด นี่ไม่เป็นความจริง. ตัวอย่างคือสถานการณ์บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ที่ระดับความสูง 350 กิโลเมตร (ความสูงของสถานี) ความเร่งของแรงโน้มถ่วงคือ 8.8 / ² ซึ่งน้อยกว่าบนพื้นผิวโลกเพียง 10% สถานะของความไร้น้ำหนักบน ISS ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจาก "ขาดแรงโน้มถ่วง" แต่เนื่องจากการเคลื่อนที่ในวงโคจรเป็นวงกลมด้วยความเร็วจักรวาลแรกนั่นคือนักบินอวกาศ "ล้มไปข้างหน้า" ด้วยความเร็วอย่างต่อเนื่อง 7.9 กม. / วินาที

ไร้น้ำหนักบนโลก

บนโลกเพื่อวัตถุประสงค์ในการทดลอง สภาวะไร้น้ำหนักในระยะสั้น (สูงสุด 40 วินาที) ถูกสร้างขึ้นเมื่อเครื่องบินบินไปตามเส้นพาราโบลา (และอันที่จริงแล้ว - ขีปนาวุธ นั่นคือสภาวะที่เครื่องบินจะบินภายใต้อิทธิพลของ แรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียว วิถีนี้เป็นพาราโบลาก็ต่อเมื่อมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเพียงเล็กน้อย สำหรับดาวเทียม มันคือวงรี วงกลม หรือไฮเปอร์โบลา) วิถี สภาวะไร้น้ำหนักสามารถสัมผัสได้ในช่วงเริ่มต้นของการตกอย่างอิสระของร่างกายในชั้นบรรยากาศ เมื่อแรงต้านของอากาศยังมีน้อย

ลิงค์

• พจนานุกรมดาราศาสตร์ Sanko N.F.
• วิดีโอพาราโบลาไร้น้ำหนักโดย Roscosmos TV studio

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

คำพ้องความหมาย:

ดูว่า "ความไร้น้ำหนัก" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

ไร้น้ำหนัก… พจนานุกรมการสะกดคำ

ความสว่าง, ความเป็นตัวตน, ความอ่อนแอ, ความไร้น้ำหนัก, ความไม่สำคัญ, ความโปร่งสบาย พจนานุกรมคำพ้องความหมายภาษารัสเซีย ไร้น้ำหนักดูความเบา 1 พจนานุกรมคำพ้องความหมายของภาษารัสเซีย คู่มือปฏิบัติ ม.: ภาษารัสเซีย. ซี อี อเล็กซานโดรวา ... พจนานุกรมคำพ้องความหมาย

สถานะที่แรงภายนอกที่กระทำต่อร่างกายไม่ทำให้เกิดแรงกดดันซึ่งกันและกันของอนุภาคที่มีต่อกันและกัน ในสนามโน้มถ่วงของโลก ร่างกายมนุษย์รับรู้แรงกดดันดังกล่าวเป็นความรู้สึกของน้ำหนัก ความไร้น้ำหนักเกิดขึ้นเมื่อ ... ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

สารานุกรมสมัยใหม่

WEIGHTLESSNESS สภาวะที่สัมผัสได้จากวัตถุซึ่งไม่ปรากฏผลของน้ำหนัก การไร้น้ำหนักสามารถสัมผัสได้ในอวกาศหรือในช่วงตกอย่างอิสระ แม้ว่าจะมีแรงดึงดูดของวัตถุที่ "มีน้ำหนัก" ก็ตาม นักบินอวกาศ ...... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

สถานะของวัตถุที่เคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วง นอกจากนี้ แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุหรือการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้นไม่ทำให้เกิดแรงกดดันระหว่างวัตถุต่อกัน หากวัตถุหยุดนิ่งในสนามโน้มถ่วงของโลกบนระนาบแนวนอน ... ... สารานุกรมทางกายภาพ

ไร้น้ำหนัก- ไร้น้ำหนัก สถานะที่แรงภายนอกที่กระทำต่อร่างกายไม่ทำให้เกิดแรงกดดันซึ่งกันและกันของอนุภาคที่มีต่อกันและกัน ความไร้น้ำหนักเกิดขึ้นเมื่อร่างกายเคลื่อนไหวอย่างอิสระในสนามโน้มถ่วง (เช่น ระหว่างการตกในแนวดิ่ง การเคลื่อนที่ไปตาม ... ... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ