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太空飞船为什么会失重,人在太空为什么会失重

来源:整理 时间:2022-04-11 10:53:39 编辑:科技知识 手机版

太空中,人为什么失重?

太空中,人为什么失重

这种问题得看你是否懂得地球引力、作用力和反作用力、向心力这些物理知识,否则你是一头雾水进来,一脸懵逼出去。因为中国的许多人喜欢能够赚钱的明星而根本不学习这些初中、高中、大学的基本物理知识。都喜欢当官管人而不愿意搞吃力不讨好的科学技术东西。谈起八卦新闻,津津乐道、滔滔不绝,整人起来一套一套的。言归正传→下面给提问者和今日头条的热爱科普知识的广大阅读者们科普一下太空人体失重的基础知识。

地球引力对于地球生命来说是不可或缺的环境因素,失去了重力生命活动将会陷入无尽的混乱。但是,当人类去到距离地表十几千米的地方时,又会出现失重现象;难道地球引力就真的不过如此吗?从一些以太空为题材的科幻电影中,我们可以看到宇航员在距离地表十几千米的地方,这几乎不受到地球引力的束缚,而感觉身体轻盈,自由自在,因此很多人就此认为一代人体与地表之间的距离逐渐变大,大到一定程度之后,地球对人体的引力就完全消失了;实际上这种观点是存在误区的。

因为他们没有意识到引力作为宇宙四大基本力之一。它最为显著的特点就是,它的作用范围可以无限广,这也就是说即使你去到了太阳系外的任何地方,理论上仍然受到地球引力的影响,只不过这种影响微乎其微,几乎可以忽略不计而已。但是即使宇航员去到距离地表十几公里甚至上百千米的地方,他仍然受到地球强烈的引力作用。但为什么宇航员没有明显感受到依然受到束缚而是感觉失重了呢?这其中就与另外一个力有关了,它就是向心力。

根据万有引力公式,地球对任何物体的引力都与地球质心与该物体之间的距离成反比。而地球半径超过6000千米,因此人类只是离开地面几十千米,在计算中可以忽略不计,这是即使人类去到地球轨道上依然受到引力的原因。而人类感受不到地球引力束缚的真正原因,则是引力充当了向心力。学过中学物理的朋友都知道,物体在做稳定的圆周运动时会产生一个向心力,而跟随着绕着地球旋转的飞船,宇航员在船舱内也会产生向心力,否则会被地球直接甩出去,这时候地球对飞船的引力就变成了飞船,做圆周运动的向心力;宇航员的受力情况也是如此。

当重力用来充当向心力的时候,人体自然感受不到重力带来的束缚,因此我们可以看到船舱内的宇航员大多是飘浮在空中的,如果做圆周运动的飞船突然间停了下来,导致向心力突然消失,向心加速度也跟随着消失,那么这时候重力的作用就重新体现了。向心加速度会转化为重力加速度在人体上作用;漂浮在空中的宇航员会立刻跌落在船舱的地板上,飞船也会坠入大气层中。

因此我们可以得出一个结论,无论人类飞到距离地面多高的地方,始终都会受到地球引力的作用,只不过在不同位置引力的作用形式不同而已,有人可能会对此提出疑问。根据牛顿提出的万有引力定律,地球对物体产生的引力,会随着两者之间的距离增加迅速衰减,在数学上存在无限大的说法,因此如果当两者之间的距离趋于无限大时,地了吗?按照万有引力公式来说却是如此,但是我们在数学上研究的是概念和理论的东西,无限大也只是一种表述而已,从唯物辩证的角度来看,多么微弱的存在也终究是存在。

人漂浮在太空会失重,那地球在宇宙中也是失重的吗?

人漂浮在太空会失重,那地球在宇宙中也是失重的吗

你知道人在太空中会失重,可你知道为何人在太空中失重吗?人类在太空中仍受引力作用,由于高空重力加速度小所以失重。而引力是两个天体的相互作用,只说地球自身,没有失重一说。失重的原因有两个,其一人类距离地球越远失重越多,原因在于引力作用和距离有关,距离越远重力加速度就越小,因此在空间中某一高度人的重量会降低;第二个原因,就是常说的微重力,人类在航天器中的时候,随着航天器一起绕地球运转,地球对人的引力也恰好提供了人绕地球运动的向心力,飞船对人的引力可以忽略,但是由于空间中存在非常稀薄的物质,地球的引力也不是均衡的,因此飞船速度会非常缓慢地衰减,人的速度也会跟着衰减,导致地球引力超出了向心力,所以人在飞行中的飞船中受到微重力的作用。

我们一般所说的失重是相对于地球的引力作用而言,可是地球自身咋会相对于自身失重呢?引力是两个天体(物质)的相互作用,单单只说地球的话,地球在其轨道上没有失重的概念。那地球自转的动力来自哪里呢?当然是太阳,所以在整个太阳系,相对于太阳,地球就有了“失重”。不管是哪个天体,与其他天体的相互作用,都是越近越强,不过这个和质量也有关,如果计算的话太阳对木星的引力可能还要大于太阳和水星之间的引力。

和地球一样,在太阳的表面到太阳之外的空间,太阳的“重力加速度”也是随着与太阳的距离增加而缩小,地球是太阳系从内到外第3颗天体,受到太阳作用的重力加速度小于水星和金星,水星和金星由于距离太阳更近,在太阳的影响下会发生比地球更剧烈的潮汐现象,导致地壳的形变,物质在形变过程中相互摩擦,也使金星和水星核心处有较高的温度。

地球在轨道上运行的时候,相对于太阳的重力加速度它也是失重状态,太阳对地球的引力提供了地球绕太阳的向心力,恰好抵消,然而为什么地球上的人不像飞船中的宇航员可以漂起来呢?那就又回到了引力作用如何产生这一点,在地球上的物体虽然随着地球一块绕太阳运动,但地球上动物体距离太阳很遥远,太阳对人的引力远远小于地球对地面物体的引力,所以地球可以束缚着地球上所有的物体一同绕着太阳运行,而且引力还有富余,导致地球上的物体无法像宇航员在飞船中一样飘起来。

实际上不管是什么东西,受到力都很复杂,因为只要是拥有静质量的物体(物质)之间都存在引力,无论距离有多远、无论质量有多大,通常一些很微弱的力的影响都被忽视。然而在天体运行中,这种情况却不能忽视。人造卫星也需要考虑地球不均衡引力的影响,可能需要备一些燃料,在需要的时候调整轨道参数;每次小行星飞临行星的时候,由于不均衡引力的作用,导致每次飞行时飞行参数都会有非常小的变化,但是在数十万年、数百万年间,引力作用的累积就导致小行星有撞击地球等天体的可能。

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