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太空失重(太空失重体验)

     2023-04-16 12:30:35     20
6分钟前

今天给各位分享太空失重的知识,其中也会对太空失重体验进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

太空中的"失重"是指什么?

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失重

[shī zhòng]

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物体在引力场中自由运动时有质量而不表现重量的一种状态,又称零重力.失重有时泛指零重力和微重力环境.通俗地讲,当加速度竖直向下时为失重状态.

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主要内容

失重,是指物体失去了重力场的作用,当物体处于失重状态时物体除了自身重力外,不会受到任何外界重力场影响.

所谓重力,是物体所受地球的引力的一个分力(大小几乎等于引力).引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比.就质量一定的天体来说,物体离它越远,所受它的引力越小,即重力越小,在足够远的距离上,它的引力可以忽略不计.但宇宙中不只一个天体,众多天体的引力会形成一个引力场.因此,太空不会是失重环境.当然,就局部地区来说,如在地--月系统中,只考虑地球与月球的引力,在地球与月球之间的某些点上,地球与月球的引力相互抵消,重力为零.在日--地之间也有引力平衡点.绕地球飞行的载人飞船,离地面一般只有几百千米,那里的太空当然不会是零重力环境,即使在36000千米高空绕地球飞行的航天器,其周围太空也不会是零重力,而只能是轻重力,即重力比地球表面上轻(几乎可以忽略不计).利用飞机作抛物线飞行或利用自由落体原理设计的失重塔只能提供短暂的失重感.航天器在环绕地球运行或在行星际空间航行中处于持续的失重状态.在环绕地球运行的轨道上,实际上只有航天器的质心处于零重力,其他部分由于它们的向心力与地球引力不完全相等而获得相对于质心的微加速度,这称为微重力状态.航天器上轨道控制推进器点火、航天员的运动、电机的转动以及微小的气动阻力等都会使航天器产生微加速度.因此,航天器所处的失重状态严格说是微重力状态.航天器旋转会破坏这种状态.在失重状态下,人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来.长期失重会使人产生失重生理效应.失重对航天器上与流体流动有关的设备有很大影响.利用航天失重条件能进行某些在地面上难以实现或不可能实现的科学研究和材料加工,例如生长高纯度大单晶,制造超纯度金属和超导合金以及制取特殊生物药品等.失重为在太空组装结构庞大的航天器提供了有利条件.

主要现象

经常有人认为失重是不受重力,这是错误的.对于此教科书的解释是:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象称为失重(weightlessness)现象.

但是航空器在轨道上的失重不是重力消失或大幅度减小的结果(事实上,在100KM高度上,地球重力仅仅比地球表面减少大约3%).失重现象主要发生在轨道上或太空内或在其他一些不正常情况下的(远离星球或大重量物体)处于引力平衡点的零重力的环境下,这种现象应被称为完全失重.物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫失重(假如说地球重力消失了,那么人只要轻轻一跳将会向着一个方向永远飞行下去).

太空中的物体完全失重吗?

首先说明,太空中的“失重”,并不是真正意义上的失重.而是一种类似于失重的特殊状态.

失重的定义是物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象.仔细考虑就会发现,这个定义给失重现象定了一个前提,那就是重力场的存在.没有重力场,也就没有重力,也就不存在失重现象.换句话说,按照这个定义,失重现象只会出现在天体的引力范围内.对于没有引力场的太空(或小到可忽略,或有离心加速度平衡掉,这里都归在没有引力场的范围里),由于不存在重力,按照上述定义也就不存在失重现象.而太空中那没有重力的状态,由于感觉与失重相似,所以习惯上也称为失重.

太空中的“失重”状态,是一种脱离力场的状态,或说完全没有重力的状态.这从航天员在航天器上悬浮的情况就可以知道.

航天员在太空会有失重的情况,人在长期失重的环境下,会有哪些影响?

长期失重,会导致宇航员肌肉萎缩和骨质疏松。

人体是个非常节俭的机器,遵循“用进废退”原则,在失重情况下,肌肉的用处变小了,而骨骼的强度即便降低也无所谓,于是肌肉开始萎缩,骨骼中的钙质开始流失导致骨质疏松。另外一个小麻烦是,失重也导致宇航员们的脸部浮肿,这被称为浮肿脸综合征。

虽然现在国际空间站中增加了锻炼身体的机器,但是宇航员还是很难保持住自己的肌肉和骨骼健康,这是当前阶段,长时期太空生活还没有被克服的麻烦问题。宇航员每月平均失去约1%至2%的骨质量,这意味着宇航员们在不到一年的时间内会失去10%的骨质量,这导致长期呆在空间站上的宇航员,在刚回地球时,甚至无法站起来,他们的骨头现在处于极其危险的状态中,必须经过细心的康复治疗,才能回到正常人状态,要知道各国职业宇航员可都是精英,从大脑到肌肉都是。

在人类的进化过程中已经适应了地球重力环境中的身体结构和生理机能。太空失重则是人类在探索宇宙空间是所处的一种特殊环境,在太空中由于地球引力完全消失,人体处于失重状态。经过科学家研究和宇航员的实践,失重对人体的身体机能及生理会产生严重影响主要表现为:

1.心血管功能障碍。失重时人体流体压力消失,血液和其他体液不像重力条件下那样向下半身流动。相反,下身的血液回流到胸腔、头部,可引起宇航员面部浮肿,头胀等。还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化,并出现相应的心脏功能障碍,如心输出量减少、运动耐力降低等,返回地面后对重力不适应而易于出现心慌气短以及 *** 性晕厥等表现。

2.骨质疏松。长期处于失重状态会造 *** 体骨质代谢紊乱,形成骨质疏松。这种骨质疏松一般难以恢复。

3.免疫功能下降。人体在失重状态下会影响到内分泌失调,进而引起免疫功能下降。

4.肌肉萎缩。由于在失重状态下,人体肌肉会出现废用性萎缩,这种萎缩在经过锻炼后可以恢复。

当然,除了生理影响,长期太空生活,还对心理有影响,心理方面只能通过训练和筛选来将合适的人送到太空中,但如果以后人类大规模涌入太空,那么这将会是个严重问题。

为什么宇航员在太空 *** 现失重?

很多人都认为,只要超出大气层就会处于失重状态.事实上,地球的引力在航天飞机飞行的高度上还相当强.宇航员的失重来自于航天飞机和空间站在轨道上运动的离心力,这些作用于航天飞机和宇航员身上的离心力恰好与地球的引力相等,且方向相反,因此,航天飞机与和平号空间站就都不会掉到地球上.它们必须在与地球保持应有距离的轨道上以准确的设定速度运行,以便使地球的引力与航天飞机在轨道上运行所产生的离心力相当.

以绕地球旋转的宇宙飞船为例,整体具有向心加速度,向心加速度指向地心(物体具有向下的加速度),重力全部用来提供向心加速度,人对支持物没有压力,完全失重.

G-F支持=maG=ma所以F支持=0,视重为0,完全失重.

重力是由于地球的引力与离心力的矢量差产生的

当宇航员在太空绕地球匀速旋转时,地球对宇航员的引力与旋转产生的离心力大小相等,方向相反,所以宇航员感觉不到任何重力的存在,这就是完全失重,有时简称失重.

在太空当中为何会失重?

失重状态是由于地球的引力变小,引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说,物体离它越远,所受它的引力越小,即重力越小,在足够远的距离上,它的引力可以忽略不计。

宇宙中不只一个天体,众多天体的引力会形成一个引力场。因此,太空不会是失重环境。如在地月系统中,只考虑地球与月球的引力,在地球与月球之间的某些点上,地球与月球的引力相互抵消,重力为零。

绕地球飞行的载人飞船,离地面一般只有几百千米,其周围太空也不会是零重力,而只能是轻重力,即重力比地球表面上小。

航天器在环绕地球运行或在行星际空间航行中处于持续的失重状态。在环绕地球运行的轨道上,实际上只有航天器的质心处于零重力,其他部分由于它们的向心力与地球引力不完全相等而获得相对于质心的微加速度,这称为微重力状态。

扩展资料

失重状态对人体的影响

失重会使水份在人体内的分布发生变化。由于失去重力的作用,面部水份分布会增多,就会出现眼窝肿胀,面部水肿,眼帘变厚,皱纹消失,血浆容量减少,细胞内液丢失等现象失重还会使人体内心血管功能产生变化。具体变化如下:

1、心功能下降。例如:心肌质量减少,收缩力下降等。

2、冠状动脉和冠脉微血管的组织结构改变,毛细血管血液淤浸,出血,血管内皮细胞肿胀,破裂。

3、心肌的生化改变,如蛋白质合成减少,脂质堆积,心肌胶原增加,去甲肾上腺素减少,钾钠离子减少。

4、主动脉,腹主动脉有明显的内膜增生,脂质沉积,毛细血管萎缩,内皮细胞肿胀等。

参考资料来源:百度百科—失重

宇航员在太空中为什么会失重

宇航员在太空中会失重,是因为太空中几乎没有引力。

太空航天器在环绕地球运行或者在星际空间轨道上飞行时,会远离地球和其他星球,所以就会处于失去重力的状态,因此宇航员也会随之失重。

失重不是重力消失或大幅度减小的结果(事实上,在100km高度上,地球重力仅仅比地球表面减少大约3%)。失重现象主要发生在轨道上或太空内或进行抛物线飞行的飞机内或在其他一些不正常情况下的(远离星球或大重量物体)物体或人的自由下降。物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫失重。

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关键词: 重力 引力 地球