Доклад на тему невесомость по физике 7, 9, 10 класс сообщение

Алан-э-Дейл       28.07.2022 г.

2 March. 08:00. Star City

Подъем в шесть утра. Проходная на въезде в Звездный, как я уже рассказывал, похожа на смесь кинотеатра и парикмахерской.

Six a.m. wake-up call. As I already told you, the control post at the Star City entrance looks like a cross between a cinema and a hairdresser’s.

Погода  жуткая. Снегопад начался ночью, мы находимся в центре циклона. Полет, скорее всего, отменят. Но нас снова везут в здание гидролаборатории. Здесь мы ждем у моря погоды. Пока ничего не происходит, я изучаю коридоры:

The weather is bloody awful. The snow began falling at night, we are in the middle of a cyclone. It’s highly likely that they’ll cancel the flight. However, they drive us back to the hydrolab. Here we play the waiting game. While nothing is happening I study the corridors:

DON’T YOU GET IT?

DO NOT SWITCH OFF!!!
EXPENSIVE EQUIPMENT IN OPERATION

Нам сообщают, что полет, ясное дело, сегодня невозможен. Предлагают попробовать завтра. В качестве утешения зовут на третий этаж, где стоит поднятый из бассейна кусок МКС, на котором вчера тренировались ныряльщики.

We are informed that it isn’t possible to fly today. They suggest we try again tomorrow. The consolation prize is an invitation up to the third floor where we can view the piece of the ISS they’ve lifted out of the pool, the one the divers trained on yesterday.

Утешение принимается.

Consolation prize offer accepted.

На стене холла гидролаборатории  галактическое эпическое произведение «Смотри, Валерич, трюмо!»

On the wall in the hall of the hydrolab there’s an epic work of galactic proportions called “Valerievich, would you look at that, a dressing table!”

Популярные темы сообщений

  • Пейзаж

    Искусство делится на виды: архитектура, скульптура, декоративно-прикладное творчество, живопись и графика. В каждом из видов можно выделить несколько разных тем или предметов изображения. В живописи и графике:

  • Коала

    Коала относится к представителю австралийской фауны. Многие люди, когда смотрят на них, представляют перед собой мягких плюшевых медведей, которые так любят и взрослые и дети. Многие думают, что они схожи с медведем, а вот по-настоящему коалы относятся

  • Незабудки

    Цветок незабудка от древне-греческого языка переводится на русский, как «мышиное ухо». Относится к роду трав. Из-за красивого, голубого цвета некоторые виды разводят на садовых участках.

Влияние Архимедовой силы на вес тела

До сих пор мы рассматривали проявления силы тяжести, считая, что взаимодействие осуществляется в безвоздушной среде. А как наличие газа или жидкости повлияет на вес тела?

Ответ на этот вопрос дал один из достойнейших сыновей древней Греции — Архимед еще 3 тысячи лет до нашей эры.

Учёный утверждал, что в результате взаимодействия тела со средой (жидкостью или газом) возникает выталкивающая сила, направленная вертикально вверх. Её численное значение равно весу жидкости, вытесненной телом.

Вес тела в жидкости или газе всегда меньше веса этого тела в вакууме на величину выталкивающей силы.

Если же предмет герметично прижат ко дну Архимедова сила не возникает.

Перегрузка

Определение 4

Перегрузка – это увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса.

Действие перегрузки на себе ощущали космонавты при взлете во время вхождения в плотные слои атмосферы. Также это явление характерно для летчиков, выполняющих фигуры высшего пилотажа.

Рисунок 1.11.3. Вес тела в ускоренно движущемся лифте. Вектор ускорения a→ направлен вертикально вверх. Вес тела приблизительно в два раза превышает по модулю силу тяжести (двукратная перегрузка).

Рисунок 1.11.4. Модель человека в лифте.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Физика 9 кл. Невесомость

Подробности
Просмотров: 231

6. Когда появляется состояние невесомости?

Тело, находящееся в свободном падении, испытывает состояние невесомости.
Невесомость, значит у тела нет веса.
Что такое вес? Это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.
Свободно падающие предметы теряют свой вес, они не давят на опору, они невесомы.
Например:
Подпрыгнувший в воздушной среде человек практически становится невесом.
То же самое с камнем, неважно, падает камень вниз, или он подброшен вверх.
Невесом при падении парашютист, пока над ним не раскроется купол парашюта.
В данных примерах малым сопротивлением воздуха пренебрегаем, считая падение тел свободным.
Истинное свободное падение тел можно наблюдать в вакууме. 7

В чем состоит причина невесомости?
Невесомость объясняется тем, что сила тяжести (иначе сила всемирного тяготения) сообщают всем телам одинаковое ускорение g. Всякое тело, на которое действует только сила тяжести, находится в состоянии невесомости. Именно в таких условиях находится всякое свободно падающее тело. 8. Как на опыте продемонстрировать невесомость?
Вес тела, движущегося под действием только силы тяжести, равен нулю. В этом можно убедиться с помощью опытов
Опыт 1

7. В чем состоит причина невесомости?
Невесомость объясняется тем, что сила тяжести (иначе сила всемирного тяготения) сообщают всем телам одинаковое ускорение g.
Всякое тело, на которое действует только сила тяжести, находится в состоянии невесомости.
Именно в таких условиях находится всякое свободно падающее тело. 8. Как на опыте продемонстрировать невесомость?
Вес тела, движущегося под действием только силы тяжести, равен нулю.
В этом можно убедиться с помощью опытов
Опыт 1.

а) К динамометру подвешен металлический шарик.
Вес шарика равен 0,5 Н.
б) Если нить, удерживающую динамометр, перерезать, то он будет свободно падать (сопротивлением воздуха в данном случае можно пренебречь).
При падении указатель переместится на нулевую отметку, значит, вес шарика стал равен нулю.
Вес свободно падающего динамометра тоже равен нулю.
Шарик и динамометр движутся с одинаковым ускорением, не оказывая друг на друга никакого влияния, т.е. находятся в состоянии невесомости.
Динамометр и шарик свободно падали из состояния покоя.
Опыт 2.

в) Возьмём полиэтиленовый пакет и на 1/3 заполним его водой; удалим из пакета воздух и завяжем его.
г) Если взять пакет за нижнюю часть и перевернуть, то свитая часть пакета под весом воды раскрутится и заполнится водой.
д, е) Если же, переворачивая пакет, удерживать жгут, а затем подкинуть пакет вверх, то и во время подъёма, и во время падения пакета жгут не будет раскручиваться.
То есть во время полёта вода не действует своим весом на пакет, так как становится невесомой.
Можно перекидывать этот пакет друг другу, но и тогда пакет сохранит в полёте свою форму со жгутом.

9. Исчезает ли сила притяжения тела к Земле при переходе тела в состояние невесомости?

Нет, не исчезает.
Если стрелка падающего динамометра с грузом (как в опыте, описанном выше) возвращается на нуль, то это не значит, что исчезла сила тяжести.
Исчез вес, то есть сила, с которой груз действует на подвес.
Сила же тяжести, действующая на весы и на груз, остается, и именно она — причина свободного падения тела.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Диагностика продромального периода шизофрении

Период продрома может длиться от нескольких недель до нескольких лет. Часто у больного параллельно развиваются сопутствующие психические проблемы, например, депрессия, различные зависимости. Поведение пациента изменяется и ухудшается, наблюдаются различные субъективно воспринимаемые симптомы.

Ученые описали ход продрома, доказав, что развитие патологии можно наблюдать клинически. В частности, люди с психическими отклонениями обычно испытывают негативные или неспецифические клинические симптомы – депрессии, тревогу, потребность в социальной изоляции. У них значительно ухудшаются результаты обучения или профессиональной деятельности.

Симптомы продромального периода

Ещё в 60-х годах прошлого века ученые, изучив результаты долгосрочных исследований, обнаружили, что у пациентов развивались определенные симптомы дефицита еще до появления психоза. В настоящее время интенсивные исследования в этой области ведутся во многих центрах США и Европы. Результаты позволили определить критерии трех групп продромальных симптомов.

Для выявления продромальных синдромов и оценки степени тяжести симптомов используются специальные шкалы и опросники. Эти инструменты позволяют идентифицировать пациентов с высоким риском развития первого психического эпизода и систематически оценивать динамику психопатологических симптомов с течением времени.

Например, Боннская шкала оценки основных симптомов (BSABS), где основные симптомы считаются существенным признаком заболевания и включают в себя оцениваемые субъективно:

  • нарушения мышления, речи, восприятия и двигательных функций;
  • измененные ощущения тела;
  • снижение толерантности к стрессам;
  • расстройства эмоций, энергии, концентрации и памяти, социального функционирования.

Эти первичные симптомы были включены в другие оценочные шкалы для выявления лиц, подверженных риску развития психоза, например, Шкала продромальных симптомов (SOPS).

Психиатры могут очень точно различать пациентов с симптомами, отвечающими критериям продромальных симптомов шизофрении, и пациентов, которые не соответствуют этим критериям. Однако соответствие критериям не исключает ложноположительного результата – не у всех пациентов с предшественниками разовьется шизофрения. Прогностический показатель составляет от 34,6% до 50% в зависимости от исследования.

Например, было выявлено, что подростки могут испытывать преходящие продромальные симптомы, включая галлюцинации. Однако эти симптомы преходящи, в отличие от геральдических симптомов, которые прогрессируют и приводят к психозу.

Ложноположительные результаты также связаны с тем фактом, что симптомы, которые считаются продромальными для шизофрении, могут быть предвестниками других заболеваний, например, большой депрессии с психотическими симптомами, биполярного расстройства, шизотипического расстройства личности, пограничного расстройства личности, обсессивно-компульсивного расстройства и других.

Какова микрогравитация на вкус?

Когда вы впервые окажетесь в состоянии невесомости, вы почувствуете следующее:

— тошнота;

— дезориентация;

— головная боль;

— потеря аппетита;

— запор;

— еще кое-что…

Чем дольше вы будете оставаться в условиях микрогравитации, тем слабее будут ваши мышцы и кости. Эти ощущения будут вызваны различными изменениями в системах вашего организма. Давайте подробно рассмотрим, как тело реагирует на невесомость.

Космическая болезнь

Тошнота и дезориентация, которая на вкус как сосущее чувство в желудке, когда автомобиль «летит» вниз по трассе или вас подхватывает на карусели. Только на борту корабля это чувство будет длиться несколько дней. Это чувство космической болезни, слабость моторики, когда ваш мозг получает противоречивую информацию от вестибулярных органов, расположенных в вашем внутреннем ухе. Ваши глаза видят, куда двигаться вверх и вниз в корабле, но ваша вестибулярная система полагается на силу тяжести, определяя направления, что не работает в невесомости. Поэтому ваши глаза могут говорить мозгу, что вы движетесь сверху вниз, но мозг этого не поймет. Это вызывает дезориентацию и тошноту, что может привести к потере аппетита и рвоте. К счастью, спустя несколько дней мозг адаптируется и начнет реагировать исключительно на визуальные сигналы. Таблетки тоже помогут.

Одутловатое лицо и куриные лапки

В условиях микрогравитации ваше лицо будет одутловатым, а пазухи — перегруженными, что вызовет головную боль и нарушение моторики. На Земле это можно почувствовать, если стоять вверх ногами — кровь приливает к голове.

На Земле гравитация притягивает вашу кровь, в результате чего значительные ее объемы скапливаются в венах ног. Как только вы окажетесь в условиях микрогравитации, кровь сдвинется из ваших ног в грудь и голову. Лицо опухнет, а ноги, наоборот, уменьшатся в размерах.

Когда кровь переходит в грудь, сердце увеличивается в размерах и качает больше крови с каждым ударом. Почки отвечают на этот увеличенный кровоток производством большего количества мочи, будто вы выпили большой стакан воды. Кроме того, увеличение кровотока снижает уровень секреции гипофизом антидиуретического гормона (АДГ), что уменьшает жажду. Вы не будете хотеть пить столько же воды, сколько на Земле. В совокупности эти два фактора помогут вашей груди и голове избавиться от лишней жидкости за несколько дней, а поток жидкости вашего тела нормализуется (для космических условий). По возвращении на Землю, вы будете больше пить и чувствовать усталость, но это пройдет.

Космическая анемия

По мере того, как ваши почки выводят лишнюю жидкость, они также уменьшают секрецию эритропоэтина — гормона, стимулирующего производство красных кровяных тел клетками костного мозга. Снижение производства красных кровяных клеток сопровождается уменьшением объема плазмы, поэтому гематокрит (процент объема крови, занимаемого красными кровяными телами) такой же, как на Земле. По возвращении на Землю, ваш уровень эритропоэтина будет расти, так же как и количество красных кровяных тел.

Слабые мышцы

Когда вы находитесь в условиях микрогравитации, ваше тело принимает позу «зародыша»: вы немного сгибаетесь, ваши руки и ноги также принимают полусогнутое состояние. В таком положении вы не используете многие мышцы, особенно те, которые помогают вам поддерживать осанку (антигравитационные мышцы). По мере пребывания на борту МКС, ваши мышцы меняются. Их масса уменьшается, что приводит к «куриным лапкам». Ваше тело больше не нуждается в мышцах, которые медленно сокращаются, вроде тех, что используются в положении стоя. Нужны быстро сокращающиеся волокна, чтобы быстрее передвигаться по станции. Чем больше вы остаетесь на МКС, тем меньше у вас будет мышечной массы. Потеря мышечной массы ослабляет вас, и это, между прочим, является серьезной проблемой для длительных полетов, особенно после возвращения на Землю.

Остеопсатироз

На Земле ваши кости поддерживают вес вашего тела. Размер и масса костей тщательно сбалансированы. В условиях микрогравитации вашим костям больше не нужно поддерживать ваше тело, поэтому все ваши кости, особенно несущие, в районе бедер, ляжек и нижней части спины, используются меньше, чем на Земле. Размер и масса костей в невесомости уменьшаются примерно на 1% в месяц. В результате по возвращении на Землю они просто могут разрушиться. Неизвестно, каков процент восстанавливаемых костей после возвращения на Землю, но он точно не равен 100. Именно эта проблема вносит ограничения на время пребывания в космосе.

В дополнение к слабым костям, концентрация кальция в крови приводит к болезни почек, которым нужно этот избыточный кальций выводить. Могут образоваться камни в почках.

Что такое невесомость и бывает ли она на Земле

Невесомость не равно антигравитация. Это популярное заблуждение. В 400 км от Земли, где со скоростью почти 8 км/с летит Международная космическая станция (МКС), сила притяжения сохраняется на 90% от привычной. Космонавты и предметы парят в воздухе, потому что вместе с МКС находятся в состоянии свободного падения, одновременно опускаясь и смещаясь в сторону. Наша планета их постоянно притягивает: корабль непременно рухнул бы, но поскольку Земля круглая, сохраняется орбитальное движение и постоянная высота. За счет формы планеты МКС постоянно «промахивается» мимо поверхности и продолжает двигаться по орбите дальше. Иначе говоря, падает и не может упасть.

Эффект свободного падения можно ощутить на аттракционах вроде «американских горок» или в скоростном лифте, который стремительно спускается с высокого этажа. На секунды они дарят состояние невесомости или, как ее еще принято называть, микрогравитации.

На некоторых аттракционах высота сначала набирается, а потом резко сбрасывается, вызывая ощущение свободного падения или невесомости. Горки Goliath (Six Flags Great America)

(Фото: June Ryan Lowry for TIME)

Чуть дольше — около 25 секунд — в невесомости можно оказаться в специальном самолете-лаборатории ИЛ-76 МДК. Он поднимается до 6 тыс. метров, после за 15 секунд с резким ускорением под углом 45º набирает высоту до 9 тыс. метров, а потом по плавной дуге (баллистической траектории) при отключенном моторе уходит вниз. В этот момент и наступает невесомость. На высоте 6 тыс. метров двигатели снова заводят и самолет переводится в обычный горизонтальный полет. Пилот выполняет такие «горки» (так называемые параболы Кеплера) 10-15 раз, он удерживает штурвал, не допуская даже малейших отклонений, что физически очень непросто.

Взлетает ИЛ-76 МДК с военного аэродрома «Чкаловский» в Подмосковье. Поучаствовать может любой более-менее здоровый человек, этим занимаются специальные коммерческие агентства, стоимость полета — ₽280 тыс.

В 2016 году альтернативная рок-группа Ok Go из Чикаго сняла в ИЛ-76 МДК клип на песню Upside down and Inside Out. Это первое профессиональное музыкальное видео в условиях невесомости. Самолет-лаборатория имитировал салон пассажирского S7 Airlines, роль стюардесс исполняли многократные призеры чемпионатов по художественной гимнастике Анастасия Бурдина и Татьяна Мартынова.

Для съемок клипа потребовался 21 полет или 2 часа 15 минут невесомости — больше, чем стандартная норма космонавтов в процессе подготовки.

Межличностные проблемы в продромальном периоде шизофрении

Датские уч. Л. Мондруп и Б. Розенбаум провели исследования и выяснили, как сам пациент оценивает межличностные проблемы в продромальном периоде шизофрении, и какая помощь будет наиболее подходящей. 

Ученые выдвинули и проверили гипотезу о том, что межличностные проблемы возникают до появления симптомов психоза и усугубляются по мере его развития

Специалисты уделили пристальное внимание анализу и обсуждению терапевтических вариантов, которые могли бы устранить продромальные симптомы и улучшить результаты удаленного лечения

Межличностные проблемы в продромальном периоде шизофрении

В исследованиях сравнили 4 группы: 

  • здоровых лиц;
  •  с допороговыми симптомами;
  • пациентов в продромальном периоде;
  • больных с состоянием психоз. 

Продромальное стояние оценивалось с помощью структурированного опроса для выявления продромальных синдромов (SIPS), а межличностные проблемы оценивались с помощью вопросника, заполняемого пациентами IIP. 

Это исследование было первым, в котором сравниваются данные пациентов с разными заболеваниями. Пациентам трудно общаться, выражать чувства, проявлять инициативу и быть в центре внимания до и во время психоза. Однако, как предполагалось при разработке исследования, межличностные проблемы усугубляются с развитием психоза. Особенно значительная разница наблюдалась между пациентами в продромальной группе по сравнению со здоровыми людьми.

Полученные результаты предполагают, что доминирующее поведение, развивающееся во время психоза, представляет собой защиту, развивающуюся в ответ на усиление незащищенности, наблюдаемое в продромальный период. Таким образом, кажется, что пациент испытывает облегчение, что затрудняет преодоление этого состояния и выздоровление. Все это говорит о том, что лечение принесет пользу уже в продромальном периоде. 

Новые направления: что же будет дальше?

А теперь, познакомившись с основным инструментарием, обратимся непосредственно к результатам проведенных экспериментов. Фундаментальной проблемой, интересовавшей нас в ходе работы, было поведение растений в космосе, и для ее решения мы проводили опыты по гравистимуляции растительных образцов с дальнейшей визуализацией актинового цитоскелета. Была поставлена задача сравнить корни контрольных (вертикально растущих) и гравистимулированных (расположенных горизонтально) растений арабидопсиса, а также исследовать действие на них различных реагентов.

Выяснилось, что в нормально (вертикально) развивающихся растениях находится очень много аксиально ориентированных микрофиламентов — то есть тех, которые сонаправлены с вектором силы тяжести. А вот в случае гравистимуляции, когда арабидопсис оказывается лежащим на боку, происходят изменения — в частности, увеличивается доля тех актиновых нитей, которые расположены наклонно или перпендикулярно поверхности Земли. Это значит, что корень действительно узнает, что низ и верх теперь не там, где были раньше, и уже через 20–30 минут после этой «смены полюсов» начинает активно подстраиваться под новые условия за счет переориентации своего цитоскелета. Данные механизмы лежат в основе формирования гравитропического изгиба — структуры, которую мы так долго и упорно обсуждали.

Салициловая кислота ускоряла реорганизацию цитоскелета и в целом угнетала гравитропическую реакцию за счет подавления синтеза этилена. То есть корни растения не воспринимали переворот на 90 градусов в качестве стресса: ведь этилен, призванный сигнализировать о стрессовых изменениях, не выделялся. Однако по прошествии часа действие салицилата ослабевало, и растение, ощутив стресс, могло формировать изгиб.

Подводя итог, можно сказать, что все эти вещества оказывают свои собственные эффекты на рост растения, причем способны как подавлять стресс, так и усиливать действие гравистимуляции.

Рисунок 5. Растения, которые подверглись различным воздействиям. В верхней строчке — нормальное (вертикальное) положение корней, в нижней — гравистимулированные (перевернутые) корни. В случае EGTA использовали два красителя: циановым цветом показан актиновый цитоскелет, а цветом фуксии — ядра клеток. Фото автора.

Варианты вертикального и горизонтального (в случае поворота растения на 90 градусов по часовой стрелке) роста арабидопсиса в течение 12 часов. Col-0 — дикий тип, GFP-fABD2 — растения Col-0, трансформированные конструкцией GFP-fABD2. В случае гравистимулированных образцов (справа) наблюдается формирование гравитропического изгиба под влиянием изменения вектора гравитации. Стрелкой показаны кончики корней, клетки которых служили объектом для исследования актинового цитоскелета.

На самом деле, это исследование только начинается. Нам еще предстоят новые эксперименты, связанные с обработкой резуховидок Таля различными активаторами и ингибиторами роста, регуляторами транспорта ауксина. К слову, оформленных научных статей еще нет: ведь работа не прекращается, буквально каждую неделю можно говорить о новых результатах.

Думаю, может возникнуть вопрос: зачем вообще нужны эти эксперименты? Чтобы лучше разобраться в механизмах стрессовой реакции в условиях смены вектора гравитации. Это поможет лучше понять, что именно испытывают растения в условиях невесомости.

Как имитировать микрогравитацию на Земле?

Есть несколько человеческих и животных моделей для моделирования и изучения микрогравитации на Земле.

Наклон головы

Человек ложится на кровать, наклоняя голову вниз примерно на 5 градусов от горизонтальной линии. Наклон воспроизводит смещение жидкостей в организме, возникающее в условиях гравитации. Кроме того, не используются несущие кости и мышцы, тем самым вызывая атрофию.

Погружение в бассейн

Помещение предмета в теплый бассейн с водой на длительный период времени. Плавучесть воды перераспределяет жидкости в организме и облегчает несущие кости и мышцы, создавая условиях микрогравитации.

Подвешенные за хвост крысы

Крысы подвешиваются за хвосты в клетках на длительные периоды времени. Такое положение провоцирует смещение жидкостей и бездействие задних конечностей, что приводит к ухудшению мышц и костей.

Искусственная микрогравитация

Полет на самолете, который летит по параболической траектории вверх и вниз, создавая 30-секундные периоды микрогравитации при каждом пике. NASA использует эту технику при подготовке космонавтов, а также дает возможность испытать это ощущение всем желающим.

Реакция опоры

Определение 3

Силу N→ называют силой нормального давления или силой реакции опоры.

Действующие на тело силы всегда уравновешивают друг друга по формуле Fт→=-F→y=-N→. По третьему закону Ньютона имеем, что тело, подвергающееся воздействию силы P→ на опору, равняется по модулю силе реакции опоры направленной в противоположную сторону, тогда P→=-N→.

Из определения видно, что P→ называют весом тела. По соотношениям P→=Fт→=mg→ он равняется силе тяжести. Причем силы приложены к разным телам.

Рисунок 1.11.1. Вес тела и сила тяжести.  mg→ – сила тяжести, N→ – сила реакции опоры, P→– сила давления тела на опору (вес тела). mg→=-N→=P→.

Когда тело находится в неподвижном подвешенном состоянии на пружине, тогда роль силы реакции опоры относят к упругой силе пружины. При ее растяжении определяется вес тела и сила его притяжения Землей. Для этого применяют рычажные весы, сравнивая вес данного тела с весом гирь на равноплечем рычаге. Когда они находятся в равновесии, можно достичь равенства массы тела суммарной массой гирь. Значение ускорения свободного падения от этого не зависит.

Пример 1

Если поднять в гору на 1 км пружинные весы, то их показания изменятся на ,0003 от начального значения. Но состояние равновесия сохраняется. Рычажные весы считают прибором для определения массы тела при помощи сравнения с массой гирь, то есть эталонов.

Если тело располагается на опоре или подвешено на пружине, движущейся с ускорением a→ относительно Земли. Такая система отсчета не считается инерциальной. Тело подвергается воздействию силы тяжести mg→ и силы реакции опоры N→. Отличие массы от веса состоит в том, что они друг друга не уравновешивают в данном случае.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Невесомость и гравитация

Главная тайна гравитации заключается в том, что она состоит в сговоре с материей. Из-за этого сговора и более массивные, и менее массивные тела разгоняются гравитацией совершенно одинаково. И вагон, и маленькая тележка, и птичье перо, если их отпустить вместе, будут падать под действием гравитации одинаково, не обгоняя друг друга и не отставая. Если на Земле эти тела падают иначе, то это только потому, что присутствует воздух. Создав вакуум, можно увидеть, что дробина и перо падают вниз одинаково, потому что гравитация точно знает, во сколько раз дробина тяжелее пера, и действует на нее во столько же раз сильнее. А на поверхности Луны, где воздуха нет, остается одна лишь чистая гравитация. В этом можно убедиться, посмотрев историческое видео с опытом Галилея на Луне: командир «Аполлона-15» одновременно выпускает из рук перо и молоток, и они в один и тот же момент падают к его ногам.

Одинаковое движение всех тел под действием гравитации дает эффект невесомости. Когда в космическом корабле не включены двигатели, космонавт может выпустить чашку из рук и она зависнет рядом с ним, потому что их движением управляет гравитация, для которой все равно, легкое тело или тяжелое. Невесомость происходит не оттого, что гравитации нет, а оттого, что есть одна только гравитация.

Кстати, совсем необязательно лететь вокруг Земли. Космический корабль, направляющийся с выключенными двигателями к Луне, испытывает притяжение и Земли, и Луны, и Солнца одновременно. Они сложным образом влияют на его траекторию, но при всех поворотах и разворотах под действием гравитации невесомость всегда сохраняется.

Как известно, Луна постоянно повернута к Земле одной и той же стороной. Узнать, как выглядит обратная сторона, удалось только в 1959 году, когда ее сфотографировала посланная туда автоматическая станция. Это было долгое путешествие до Луны, вокруг нее и обратно к Земле — над Северным полушарием. При этом у станции «Луна-3» отсутствовал маршевый двигатель. Все свои маневры она выполняла под действием одной только гравитации! На протяжении всего полета на станции сохранялась невесомость.

Знакомьтесь: микрогравитация

Представьте себе, что вы одеты в скафандр и лежите на спине в летной кабине космического аппарата. Вы лежите на спине в течение нескольких часов, пока пилоты и центр управления полетами готовятся к запуску. Обычно, когда вы стоите прямо, сила тяжести тянет кровь вниз, поэтому целые бассейны ее собираются у вас в ногах. Однако, поскольку вы лежите на спине, кровь по-разному распределяется в вашем теле, в том числе накапливаясь и в голове, поскольку ваши ноги подняты. В голове немного тяжеловато, словно вы только что проснулись.

Ракетные двигатели зажигаются и вы чувствуете ускорение. Вас вдавливает в кресло, поскольку аппарат взлетает. Сила тяжести вместе с увеличением скорости корабля увеличивается в три раза (на некоторых американских горках можно испытать такой уровень ускорения). Ваша грудь сжимается, дышать становится немного трудно. Спустя восемь с половиной минут вы оказываетесь в космосе и начинаете испытывать совершенно другое ощущение: невесомость.

Правильный термин для невесомости — микрогравитация. Вы не невесомы, поскольку земная гравитация удерживает вас и летательный аппарат на орбите. Вы находитесь в состоянии свободного падения, словно только что прыгнули с самолета, за исключением того, что падаете горизонтально и никогда не упадете. Допустим, вы стоите на весах, и они показывают ваш вес, поскольку гравитация тянет вниз и вас, и весы. Поскольку весы находятся на земле, они отталкиваются вверх с равнозначной силой — и эта сила и есть ваш вес. Но если вы прыгнете со скалы, стоя на весах, и вы, и весы будете притягиваться гравитацией. Вы не будете давить на весы, и они не будут давить на вас. Ваш вес будет нулевым. Таков закон Ньютона.

Поскольку космический аппарат и все объекты в нем падают с одной скоростью — все, что не закреплено, плавает. Если у вас длинные волосы — они будут плавать вокруг лица. Если вы выльете воду из стакана — она соберется в большую сферическую каплю, которую можно будет разбить на меньшие капли. Галушки и конфеты сами будут заплывать вам в рот, если вы подтолкнете их по нужной траектории. Сидя в кресле, вы не будете знать, что сидите, поскольку ваше тело не будет давить на кресло. Если вы не будете держаться — вы уплывете. Более того, если вы не будете держаться за стену или пол рукой или ногой — вы не сможете сдвинуться с места — не от чего оттолкнуться. По этой причине в любом космическом аппарате всегда много поручней для рук и ног.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.