Невесомость предоставляет уникальные условия для проведения физических экспериментов, позволяя исследовать явления, которые невозможно воспроизвести на Земле. В таких условиях исчезает влияние гравитации, что открывает новые перспективы в изучении процессов в жидкостях, газах и взаимодействиях частиц.
Эксперименты в состоянии невесомости, например, на борту Международной космической станции, способствуют более глубокому пониманию основных физических законов. Они позволяют тестировать теории и проводить проверки гипотез, что в свою очередь может привести к развитию новых технологий и материалов для применения в различных областях науки и инженерии.
2011 Г
В настоящее время мы находимся в веке, когда начинается освоение космоса. Это время полётов космических кораблей вокруг нашей планеты, на Луну и на другие планеты Солнечной системы. Само понятие "невесомость" означает, что тело не имеет веса, то есть оно не давит на опору и не растягивает её. Причина невесомости заключается в том, что сила всемирного тяготения (взаимное притяжение всех тел во Вселенной) придаёт телу и его опоре одинаковые ускорения. Поэтому любое тело, движущееся только под воздействием силы всемирного тяготения, находится в состоянии невесомости.
Длительную невесомость человек испытывает в космическом пространстве, на космическом корабле, на орбитальной станции. Невесомость — главное отличие космической жизни от земной. Она влияет на все аспекты жизнедеятельности: на кровообращение, дыхание, настроение, физиологические и биологические процессы. Невесомость — уникальное явление космического полёта.
Гравитация — это основная сила, присущая всем объектам на Земле. Гравитация — это то, что каждая единица массы имеет одинаково. Во время орбитального полета астронавты находятся в состоянии невесомости. Они больше не идут, а скользят, отталкиваясь от опоры, стен или других объектов.
Астронавты могут, метафорически говоря, ходить по потолку. Гравитация отсутствует, их тела становятся необычайно легкими, и даже их кровь становится невесомой.
При всех видимых легкостях, передвижение в невесомости — не такое уж и простое занятие. Когда человек находится в невесомости, кровь и другие жидкости стремятся к голове. Голова становится тяжелой, нос заложен, глаза красные, а мышление затруднено. После продолжительного пребывания в невесомости организм космонавта переживает резкий переход к большим перегрузкам, вызванным включением тормозной системы корабля.
Долгое нахождение в невесомости негативно сказывается на здоровье космонавта. Влияние невесомости на организм человека до конца не изучено.
Изучение влияние невесомости на организм
Исследования, связанные с оценкой потенциального влияния отсутствия гравитации на человеческий организм, были проведены К.Э. Циолковским в 1883, 1911 и 1919 годах. Этот выдающийся ученый, известный как "отец космонавтики", предположил, что при невесомости изменятся двигательные функции, пространственная ориентация, могут возникнуть иллюзорные ощущения положения тела, головокружения и прилив крови к голове.
Однажды Циолковский заметил, что длительное отсутствие тяжести может привести к изменению формы живых организмов, а также к утрате или перестройке некоторых функций и навыков. Он проводил аналогии между состоянием невесомости и условиями, с которыми человек сталкивается на Земле, такими как погружение в воду или пребывание в постели. Он утверждал, что постоянное пребывание в постели может быть вредным для здоровых людей, и поэтому можно ожидать аналогичных нарушений в "среде без тяжести".
ЭКСПЕРИМЕНТЫ С НЕВЕСОМОСТЬЮ
Вес и сила тяжести — не одно и то же. Сила тяжести прижимается к самому телу, а вес — это сила, приложенная к опоре, на которой тело лежит, или к подвеске, на которой оно висит. Когда тело падает под действием силы тяжести, оно перестает давить на опору или оттягивать подвеску, и тогда исчезает вес — наступает невесомость.
На Земле иногда возникают случаи, когда человек чувствует себя невесомым или теряет часть своего веса, но это состояние обычно длится недолго. Частичная потеря веса особенно заметна при начале спуска в лифте. А что происходит на качелях? Также наблюдается потеря веса, когда качели опускаются.
При занятиях водным спортом, прыжках с вышки в воду или на батуте, когда гимнаст парит в воздухе, возникает полное ощущение невесомости.
Даже просто подпрыгивая, вы на короткое время оказываетесь в состоянии невесомости. Каждый прыжок длится несколько секунд. Но самое длительное состояние частичной потери веса наступает во время шторма на море. Когда палуба "уходит из-под ног", люди испытывают потерю веса, многие тяжело переносят это и страдают от морской болезни.
Эксперимент 1
Что случится с пружинными весами, используемыми для измерения веса, если они упадут вместе с грузом, подвешенным к ним? Они будут показывать отсутствие веса, и их указатель будет указывать на нуль.
Возьмите пружинные весы, прикрепите к шкале над указателем петельку из узкой полоски металла, чтобы она могла скользить по шкале, повесьте на крючок весов какой-нибудь груз весом в два килограмма и опустите петельку вниз до упора указателя.
Взяв в руки весы, резко опустите их вместе с подвешенным к ним грузом. Скорость движения вниз должна быть высокой, это должно имитировать падение весов и груза. После опускания весов стрелка покажет тот же вес, но груз окажется сдвинутым на нулевое деление шкалы. Это означает, что во время быстрого опускания груз оказался в состоянии невесомости, и стрелка, поднявшись до нуля, сдвинула груз к нулю, где он и остался.
Эксперимент 2
Осуществите новый эксперимент. Возьмите две нераспечатанные металлические банки разного размера. Установите одну банку поверх другой так, чтобы дно одной вошло в дно другой. Разместите между банками полоску бумаги так, чтобы ее конец торчал наружу. Если вы потянете за этот конец, то не сможете легко вытянуть плотно зажатую между банками бумагу, для этого потребуется приложить некоторое усилие.
Теперь необходимо разложить тряпки на полу, чтобы избежать повреждений пола или банок, и выполнить следующие действия. Одной рукой удерживайте конец бумаги, защемленный между банками, а другой рукой держите обе банки, поставленные одна на другую. Отпустите банки. Когда они упадут, они станут невесомыми, и бумага легко выскальзывает из них.
ЭКСПЕРИМЕНТ С НЕВЕСОМОЙ ВОДОЙ
Возьмите пустую консервную банку и сделайте в ней три отверстия: одно внизу на дне и два сверху по бокам, чтобы привязать веревку в качестве ручки.
Наполните банку водой и поднимите ее за веревку. На первый взгляд ничего необычного не происходит: вода безупречно струится из отверстия внизу. Ведь у нее есть вес и она стремится упасть вниз, а отверстие дает ей эту возможность.
А теперь подними банку выше и, смотря на струйку, выпусти веревку. Удивительно! Банка упала, но струйка не текла. Ведь вода в падающей банке стала невесомой!
КАК УМЕНЬШИТЬ СВОЙ ВЕС
Снизить свой вес можно без сауны и диеты, сделав всего одно простое упражнение. Если у вас есть пружинные напольные весы, станьте на них и сделайте приседание. В момент приседания весы покажут меньший вес! Ведь падающее тело теряет вес – полностью, если оно падает свободно. А в вашем случае вы просто быстро опускаетесь, не совсем падаете.
Таким образом, ваш вес уменьшается не полностью, а частично.
Можно такой трюк использовать и для "обмана". Вот стоишь на весах, быстро поднимаешь руки. В этот момент весы покажут больший вес.
Такой "эффект" можно увидеть и в продуктовом магазине. Когда продавец кладет товар на стрелочные весы, стрелка сначала сильно отклоняется и показывает больший вес. Некоторые недобросовестные продавцы используют это для обмана покупателей. Положат товар на весы — и стрелка покажет больше, чем на самом деле. Затем, успокоившись, вернется к правильному показанию.
Но продавец быстро убирает товар с весов и ловко заворачивает. Продавцу, видите ли, некогда: его ждут другие покупатели.
"Невесомость": Защита проекта
Необходимо изучить явление невесомости на модели "Резиновая капля".
Для этого предлагается выполнить следующие шаги:
1) Ознакомиться с понятием невесомости;
2) Изучить литературные источники, рассказывающие о невесомости;
3) Подготовить модель "Резиновой капли" для проведения опытов;
4) Провести опыты с моделью "Резиновая капля".
Основной объект исследования — явление невесомости.
В наше время человечество активно изучает космос, осуществляет полеты на Марс и другие планеты Солнечной системы. Нередко можно услышать, что космонавты и все объекты на космическом корабле находятся в состоянии невесомости. Я всегда испытывал интерес к этому явлению. Ведь каждый из нас мечтает о полете, а невесомость похожа на состояние свободного плавания. До начала моего исследования я знал только, что невесомость наблюдается в космосе и на космических кораблях, при этом все объекты летят, а космонавты не могут стоять на ногах, как на Земле.
Ощущение невесомости
Каждый из нас, наверное, хоть раз в жизни ощущал себя невесомым. Например, когда катаешься на аттракционах или едешь в лифте. Но настоящую невесомость человек испытывает, отправляясь в космос, на орбитальную станцию. Всю продолжительность орбитального полета космонавты ощущают себя в состоянии невесомости. Они уже не ходят, а плывут, отталкиваясь от опоры или стен, будто отталкиваясь от заземлённых предметов.
Можно сказать, что космонавты ходят по потолку. Притяжения больше нет, тело становится невероятно легким, а кровь, соответственно, тоже ощущается невесомой. Невесомость можно почувствовать только вдали от массивных тел, создающих гравитационное поле.
Воздействие невесомости на организм человека
Пребывание в космосе на протяжении длительного времени приводит к снижению активности определенных иммунных клеток. Нарушения в работе иммунной системы могут привести к развитию аллергических реакций, таких как сыпь на коже. В условиях микрогравитации кровь распределяется равномерно по всему организму, что приводит к уменьшению объема ног, а также увеличению объема головы.
Нарушение кровообращения Влияет на функционирование дыхательной системы, что приводит к уменьшению поступления воздуха в дыхательные органы. В невесомости нагрузка на кости и мышцы практически полностью отсутствует, приводя к их ослаблению и истончению костей из-за выведения кальция в кровь. То же самое происходит с мышцами, которые постепенно атрофируют из-за отсутствия физической активности.
Эксперимент номер один. Неподвижная вода
Для проведения этого эксперимента вам понадобится жестяная банка с отверстием в дне, привязанная к веревке. Наполним банку водой и поднимем ее за веревку. Пока ничего удивительного не происходит: вода спокойно течет струйкой из отверстия в дне. Ведь у нее есть вес и она стремится упасть вниз. И отверстие в дне дает ей такую возможность.
А теперь поднимем банку побольше и, внимательно наблюдая за струйкой, отпустим веревку из рук.
Пока банка падала, струйка не текла. Вода в падающей банке оказалась невесомой!
Опыт №2: Способы быстрого снижения веса
Уменьшить свой вес быстро можно без использования сауны или диеты, просто выполнив одно простое упражнение. Для этого вам понадобятся напольные пружинные весы. Встаньте на них и сделайте приседание, в этот момент весы покажут меньший вес. Это происходит потому, что падающее тело теряет вес. Однако, когда вы быстро приседаете, вес теряется не полностью, а только уменьшается.
К сожалению, эффект снижения веса не продлится долго: как только вы перестанете приседать, весы покажут тот же результат, что и до выполнения этого опыта.
Наполняем прозрачный сосуд с плоскими стенками водой и обращаем внимание на форму резиновой капли. Затем опускаем каплю в сосуд и видим, что она становится сферической. Это происходит потому, что плотность капли равна плотности воды, архимедова сила уравновешивает силу тяжести, что делает вес капли равным нулю. Из-за этого форма капли определяется только поверхностным натяжением.
Опыт№3 Исследование свойств «резиновой капли»
В ходе этого проекта я детально изучила понятие "невесомость", провела эксперименты с ней и узнала, как она влияет на человека в космосе. Полученные знания окажутся полезными для изучения физики в будущем. Важно осознавать, как невесомость влияет на организм человека и разрабатывать программы для снижения ее негативного влияния. Создание таких программ позволит уменьшить риск возникновения проблем с здоровьем у космонавтов.
Доклад на тему Невесомость по физике 7, 9, 10 класс сообщение
Невесомость — это отсутствие силы тяжести. Вес — это сила, с которой тело действует на опору, в отличие от массы. Он зависит от массы тела и ускорения, с которым тело движется.
Ощущение "весомости" появляется из-за того, что сила тяжести действует на каждую точку тела как "массовая" сила, и сила нормальной реакции возникает в каждой точке.
Теперь предположим, что опора движется с таким же ускорением, как и тело на ней. Опора "убегает" со скоростью, с которой тело "набегает" на нее. Давление на опору (вес) приближается к нулю, и сила нормальной реакции также. И тело, и опора двигаются под влиянием только силы тяжести. Это состояние называется невесомостью или микрогравитацией.
Из-за отсутствия гравитации у жидкостей невозможно нормальная подача топлива. Жидкости, включая топливо, не будут поступать в сферу и камеру сгорания. Для космических двигателей разработаны специальные топливные баки с разделителями фаз и дополнительные двигатели, чтобы осадить топливо на дно бака во время разгона.
В условиях невесомости все аспекты повседневной жизни и работы, такие как личная гигиена, питание, вентиляция, обслуживание и ремонт оборудования, требуют совершенно новых инженерных решений.
В невесомом состоянии наблюдаются различные нарушения восприятия, известные как "космические иллюзии". Например, человек теряет способность ориентироваться с закрытыми глазами, даже в знакомом пространстве. Иногда кажется, что его тело вращается, наклонено или движется в определенном направлении.
Для тренировки космонавтов научная лаборатория Ил-76 МДК используется для полетов. Самолет адаптирован для полетов по кеплеровой траектории, в верхней точке которой наступает невесомость продолжительностью в несколько десятков секунд.
Такой опыт в рамках космического туризма доступен каждому человеку с хорошим здоровьем.
Вариант №2
Невесомость — это состояние, при котором вес тела равен нулю, несмотря на неизменность его массы. Это происходит из-за удаления от зоны действия земной гравитации и отсутствия силы тяжести, сопротивления и реакции плоскости. В условиях невесомости все тела начинают двигаться с одинаковым ускорением, поэтому человек в космосе не ощущает собственной тяжести, становясь невесомым. Предметы, находящиеся в невесомости, не могут столкнуться и упасть, потому что пол, стены и все окружение двигаются с той же скоростью, что и они.
Для нас невесомость — это не естественное состояние, которое неблагоприятно влияет на организм в целом. Мышечный тонус снижается, мышцы не используются и могут атрофироваться. Кости становятся слабее из-за нарушения фосфорного обмена. Работа сердца и кровеносной системы нарушается из-за отсутствия необходимости сильно продавливать кровь по сосудам для доставки ее к мозгу.
Это называется синдромом космической адаптации. Только правильная организация деятельности в невесомости, такая как заранее подготовка космонавтов в космических лабораториях, специальные физические нагрузки и медикаменты, могут помочь избежать пагубного воздействия невесомости.
Невесомость — это не только космическое пространство, но и состояние, когда объект свободно падает и находится в невесомости. Достаточно человеку прыгнуть, чтобы ощутить невесомость между отрывом и приземлением. Такое чувство иногда возникает при полетах на гражданских самолетах. Но из-за опасности этого состояния для обычного человека, пилоты осуществляют посадку постепенно, сбрасывая высоту, похоже на спуск по лестнице. Гонщики на спортивных соревнованиях также знакомы с этим ощущением.
На космических станциях уделяется внимание изучению и организации быта космонавтов в невесомости. Например, чтобы избежать скопления углекислого газа, вентиляторы перемешивают его с кислородом.
В настоящее время существует несколько способов подготовки космонавтов к выходу в космос. Большинство из них тренируются в космических лабораториях на переоборудованных самолетах, движущихся по баллистической траектории. Эта методика позволяет космонавтам погружаться в состояние невесомости до 40 секунд, отрабатывая необходимые навыки.
Российская компания Роскосмос и другие производители разрабатывают самолеты, способные создавать невесомость на протяжении полета, который обычно длится полтора часа. Подобные полеты включают около десяти сессий по 25 секунд невесомости. Этот процесс достаточно дорогостоящий, но при этом позволяет человеку ощутить состояние невесомости без выхода в открытый космос.
Информация по физике 7, 9, 10 класс кратко
Выступление для конкурса «Я исследователь» на тему «Секреты невесомости»
Таким образом, решено. Наш полет в космос состоится! Однако там нас ожидает коварная невесомость, поэтому мы должны узнать о ней как можно больше, ведь знание — это сила!
Исследуя фильмы и литературу о космосе в Интернете, я узнал, что невесомость в космосе возникает не из-за притяжения Земли, а из-за того, что космический корабль, двигаясь по орбите, по сути, постоянно падает вниз.
Феномен невесомости в космосе.
Публикация «Выступление для конкурса „Я исследователь“ на тему „Секреты невесомости“» размещена в разделах
- Исследования в космосе
- Феномен невесомости
На орбите все происходит по-другому, чем на Земле: люди и объекты плавают в пространстве, и даже дотронуться до носа становится почти невозможно. Зрелище космонавтов, совершающих привычные движения в условиях невесомости, вызывает восторг.
Я предлагаю вам простой эксперимент.
Чувствуют ли космонавты невесомость в космосе: «Попробуйте закрыть глаза и дотронуться пальцем до кончика носа. Сложно? А каково это для космонавтов?
Мы можем почувствовать невесомость, покачиваясь на волнах корабля.
Вывод: Если что-то уплывает из рук в космос, значит, все пропало! Ведь сила земного притяжения в космосе не работает!
Эффект невесомости на Земле
На Земле каждый из нас ощущает силу тяжести — притяжение Земли. У каждого объекта на Земле есть свой вес. «Вес» объекта — это то, как мы чувствуем давление этого объекта на опору, которая не позволяет объекту упасть под воздействием силы тяжести к центру Земли.
Это ощущение, которого трудно достичь на Земле.
Мы провели такой эксперимент в детском саду. Положили голыш на руку. Он показался нам тяжелым, «у него большой вес». Вес — это давление, которое ощущает моя рука, не позволяя голышу упасть на Землю. Я убрал руку — голыш упал на землю.
Во время его падения у него не было веса, потому что он не давил на какую-либо опору.
А когда камень упал на землю, у него снова появился вес. Потому что опорой, преграждающей путь к центру Земли, стала почва под моими ногами.
В момент падения камня он был в невесомости.
Мы с папой проводили эксперимент с весами
Я встал на напольные весы с пружинами. Мой вес – кг. Затем я резко присел, стрелка приблизилась к нулю, показывая, что я стал невесомым.
Я лично убедился в том, что на Земле можно испытать невесомость не только в специально созданных условиях, но и дома.
Невесомость в воде.
Во время занятий в бассейне мне предложили поймать под водой мелкий предмет.
Вода в условиях невесомости
В космосе невозможно плакать. Слезы не только не потекут, они даже не покинут глаз. Шарики из слез будут оставаться внутри и будут затруднять зрение, вызывая жжение.
На Земле, чтобы налить воду в бутылку, нужно подставить горлышко под струю. В космосе в условиях невесомости жидкость не скапливается на дне сосуда, она «плавает» внутри в виде шаровых капель разного размера.
Для того чтобы извлечь воду, можно встряхнуть бутылку, закрутить ее так, чтобы жидкость прижалась к стенкам, или использовать шприц.
Также можно наблюдать за невесомостью, проведя эксперимент с водой, налитой в пластиковую бутылку.
Я сделал отверстие в бутылке и налил воды. Подняв бутылку вверх, вода струей потекла из отверстия. Затем я бросил бутылку с небольшой высоты – и вода перестала стекать. Во время падения бутылки вода стала невесомой.
Воспитатель предложила эксперименты с жидкостью и невесомостью, и мы попробовали придать жидкости форму шара. Если это получится, значит, можно создать условия невесомости для жидкости на Земле.
В стеклянный стакан с небольшим количеством воды добавила такое же количество спирта. После этого она ввела растительное масло при помощи шприца. Масло образовало в середине сосуда красивый желтый шар. Это означает, что для масла созданы условия невесомости.
Природная форма любой жидкости — шар. В космосе вода принимает именно такую форму. На Земле сила тяжести мешает жидкости образовывать шар, и она либо растекается тонким слоем, если разлита без сосуда, либо принимает форму сосуда, если налита в него.
Как влияет невесомость на человека
Для того чтобы снизить вредное воздействие невесомости, ученые придумали различные способы: им рекомендуется заниматься физкультурой в космосе, в основном с помощью эспандеров. Также были созданы специальные нагрузочные костюмы "пингвин" для космонавтов. В этих плотно облегающих костюмах вшиты резинки, сжимающие тело. Чтобы сохранять прямую осанку в таком костюме, приходится постоянно напрягать мышцы, что и помогает им не ослабеть.
Также на орбитальных станциях устанавливают "бегущую дорожку". Чтобы не отрываться, космонавты пристегиваются эластичными тросами. Не каждому легко переносить невесомость, особенно в первые минуты. Многие ощущают, что их повесили вниз головой. У некоторых возникает тошнота.
Первые дни-два космонавты обычно привыкают к невесомости.
При длительных пребываниях в космосе (несколько недель и даже дольше), отсутствие гравитации начинает вызывать определенные негативные изменения в организме.
Оказывается, что понятие "невесомость", кажущееся чисто космическим, на самом деле нам хорошо знакомо.
Благодарим за ваше внимание!
Публикации по теме:
Если вы увлекаетесь всем таинственным, загадочным и необычным, и любите наблюдать и размышлять, то аналитический отчет по экологическому воспитанию "Воспитатель-исследователь" создан специально для вас. Если вы доверяете только своим глазам и опыту, то это отличное руководство для вас.
Наша цель — популяризация научных знаний среди старших дошкольников и развитие интереса детей к научной деятельности. Мы стремимся развивать мотивацию каждого ребёнка.
Программа "Юный исследователь" представляет собой дополнительную образовательную программу, включающую разделы о содержании и целях обучения. Раздел I. Целевой раздел содержит информацию о целях и задачах программы. 1.1.
Галерея изображений "Маленький ученый" Подросток дошкольного возраста демонстрирует любознательность, активное мышление и умение наблюдать. В процессе познания мира ребенок открывает для себя множество новых вещей. Он любит экспериментировать.
Отчет о прошедшей неделе "Я – молодой исследователь". Вторая неделя января ознаменовалась темой "Я – молодой исследователь" в нашей группе. Мы провели неделю, знакомясь с детьми разного возраста и разных интересов.
В апреле 2018 года мы совместно с Маргаритой Ивлевой приняли участие в краевом конкурсе исследовательских работ детей старшего дошкольного возраста под названием «Юный исследователь». Сначала мы участвовали в заочном этапе, а затем приняли участие в очном муниципальном этапе.
Наш проект «Маленький исследователь на огороде» был очень познавательным. Он акцентировал внимание на детском экспериментировании как методе практического целенаправленного действия.
Еще одним нашим проектом в рамках конкурса «Я — исследователь» был проект «Мои занятия спортом». Он был исследовательским по своей сути и имел целью сформировать у воспитанника знания о разных видах спорта.
Подготовка к удачному родительскому собранию: ключевые моменты. Как подготовиться к удачному родительскому собранию. Ключевые аспекты успеха на родительском собрании: создание атмосферы равенства и установление правил.
Проект "Мыльные истории" под руководством Тынянских Галины Ивановны, представляет собой экспериментально-исследовательскую деятельность "Я — исследователь", проводимую Курицкой Владой, 6 лет.
- Исследовательские подвиги
- Темы исследования
Эксперименты с живыми организмами
Изучение воздействия невесомости на живые организмы — актуальная тема для ученых. Они проводят активные исследования этого феномена в условиях космоса.
К примеру, в 2019 году на Международную космическую станцию была отправлена группа мышей. Грызуны успешно адаптировались к новым условиям и даже начали активно "плавать" в клетке, двигая лапками, словно играя.
Ранее удалось вырастить первый космический урожай зелени на орбите — это был салат ромэн. С помощью светодиодов растениям задавалось нужное направление для роста стеблей.
Проведение таких экспериментов необходимо для отработки технологий выращивания растений и разведения животных. В будущем это поможет обеспечить запасы пищи и кислорода в длительных межпланетных экспедициях.
Другие научные эксперименты в условиях невесомости
Почему в открытом космосе возникает невесомость? Это происходит потому, что любой объект, движущийся вокруг Земли, на самом деле находится в постоянном свободном падении. И этот фундаментальный феномен невесомости предоставляет уникальные возможности для проведения разнообразных научных исследований.
Например, ученые могут изучать физические и химические процессы, освобожденные от влияния гравитации. Или проводить тесты различных технологий, необходимых для межпланетных полетов — от систем поддержания жизни до защиты от излучения и посадки на других планетах.
Также активно проводятся эксперименты в области биологии, медицины и фармакологии. Ученые изучают поведение клеток и тканей человека, функционирование иммунной системы и развитие различных заболеваний.
Ограничением является ограниченное пространство в лабораториях орбитальных станций. Однако постепенно появляются и коммерческие возможности — отправка небольших образцов на борт МКС для проведения автоматизированных испытаний в условиях микрогравитации.
Как почувствовать невесомость? Клуб почемучек
Сегодня — пятница, что означает, что на странице “Коллективного блога для мам” вышел новый выпуск “Клуба почемучек”. В этом выпуске будет ответ на вопрос моего Вити: “Как люди научились печь хлеб?“. Также у меня есть перепост прошлого выпуска, где я отвечала на вопрос Лизы и ее двухлетнего сына Тома: “Что такое невесомость и как ее почувствовать в домашних условиях?”
Невесомость — это состояние, когда сила взаимодействия тела с опорой (его вес), происходящая из-за гравитационного притяжения и других массовых сил, включая силу инерции, которая возникает при ускоренном движении тела, отсутствует. Это определение точное, но слишком сложное для двухлетнего мальчика. Поэтому я попробую объяснить по-другому — не так точно, но наглядно Все мы на Земле (и на любой другой планете) ощущаем силу тяжести — притяжение Земли. Я уже рассказывала об этом раньше. То, что мы обычно называем "весом" предмета — это то, как мы чувствуем давление этого предмета на опору, которая не позволяет ему упасть под действием силы тяжести к центру Земли.
 |
| Земля обретает свое тяжести, чтобы дать мир, книга стала тяжелее, когда она приходит к нам. Вес – это то давление, которое чувствует наша рука, преграждая книге путь к Земле. Мы уберем руку – книга упадет на пол. |
Вот мы кладем книгу на руку – она нам кажется тяжелой, мы скажем “у нее большой вес”. Вес – это то давление, которое чувствует наша рука, преграждая книге путь к Земле. Мы уберем руку – книга упадет на пол.
Пока книга будет падать – у нее не будет веса (хотя на самом деле будет из-за давления воздуха, но для понятности я буду упрощать), ведь она не давит ни на что и не подвешена ни на чем. А когда книга упадет на пол, она опять начнет весить. Потому что частицы книги будут упираться в пол, который помешает книге продолжить путь к центру Земли.
В момент падения книга была в состоянии невесомости! И поэтому понятие "невесомость", кажущееся космическим, на самом деле нам хорошо знакомо. Мы чувствуем ее каждый раз, когда прыгаем вниз и наша скорость становится равной ускорению свободного падения (9,8 м/сек).
Ощущение невесомости возникает у нас, когда мы качаемся на качелях и внезапно они останавливаются перед изменением направления движения. Также мы испытываем невесомость во время качки на корабле, когда мы постоянно чередуем периоды невесомости с перегрузками, что может вызвать морскую болезнь. И конечно же, мы ощущаем невесомость, когда самолет падает в воздушную яму. Вы когда-нибудь испытывали это легкое чувство в животе?
 |
| Невесомость легко почувствовать на качелях |
Даже в домашних условиях можно зафиксировать невесомость с помощью обычных пружинных весов. Возьмите весы, подвесьте на них груз (можно взять пакет с картошкой) и поднимите его на вытянутой руке как можно выше. Наблюдайте за стрелкой и резко опустите руку с грузом вниз, имитируя его падение. Вы увидите, что стрелка на весах поднялась вверх, к нулю, показывая, что вес груза уменьшился при падении. (Предпочтительно, если опыт проводят два человека – один опускает, другой наблюдает).
Вы можете провести тот же опыт с напольными весами (лучше всего использовать пружинные со стрелочкой, а не электронные, потому что изменение веса будет видно лишь мгновение, и электроника может не успеть среагировать). Встаньте на весы и запомните свой вес. Затем присядьте. В момент приседания весы будут показывать меньший вес, чем в начале.
Потому что даже если ноги продолжают давить на опору и создавать вес, тело частично падает вниз с ускорением свободного падения. Эта часть тела ничего не весит. Поэтому мы становимся легче на это значение.
К сожалению, на Земле представить себя в невесомости удается лишь на краткое время. Наибольшее количество времени в этом состоянии проводят летчики, выполняющие полеты по специальной траектории (примерно по параболе). Такие полеты проводятся для тренировки будущих космонавтов, которые испытывают полную невесомость в течение 30-40 секунд (во время "падения" самолета на Землю). Недавно мне попалось сообщение о новом аттракционе от калифорнийской компании BRC Imagination Arts, где люди смогут насладиться невесомостью в течение 8-10 секунд. Любой желающий сможет купить билет и ощутить себя космонавтом. Когда Том вырастет, наверное, ему тоже захочется опробовать этот аттракцион
 |
| Фото аттракциона, который позволяет испытать невесомость, предоставлено BRC Imagination Arts |
Кроме того, хотелось бы отметить, что невесомость на космическом корабле не связана (как многие думают) с его высотой и относительно низкой силой притяжения Земли. Это происходит из-за того, что космический корабль (и все, что находится внутри) движется по орбите, как будто непрерывно падая к Земле. Он постоянно движется вниз, поэтому не имеет веса.
Гравитационное воздействие на космический корабль практически неотличимо от земной (на 10% слабее). Очень высокая башня, например в 350 км (высота орбиты МКС), также не даст нам ощущения невесомости. Другое дело, что если объект находится вдали от гравитационных сил (от крупных масс, таких как планеты, звезды и т.д.), то он также будет находиться в невесомости, которую называют микрогравитацией.
