失重是什么意思(为什么我们感觉失重)

失重是指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力时出现的现象。失重有时也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。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(远离星球或大重量物体)。

失重是什么意思(为什么我们感觉失重)插图

失重是指对重量的感觉缺失。物体的重力定义为质量与重力加速度的乘积。在研究万有引力的时候,我们遇到了许多关于万有引力影响的有趣事实,其中之一就是零重力或失重。我们知道一个物体的重力就是地球吸引这个物体的力。当一个人站在地球表面时,他会感受到重力

什么是失重状态:

要理解什么是失重,我们必须从重力的影响和重力的概念开始。从重力的定义,我们知道重力与物体的质量成正比。随着物体质量的增加,该物体的重力也会增加。在定义了重力之后出现了一个问题,什么是失重?

物体自由落体时就会出现失重现象。当一个人站在地球表面时,他/她会感受到重力。同样的原理也适用于我们用悬挂在固定天平上的弹簧秤来测量物体的重力。除非有一个与重力方向相反的外力作用在物体上,否则物体会下落。现在,让我们假设弹簧平衡的两端都是自由的,两根弹簧都因重力加速度而运动,那么物体就会感觉重力为零。这种自由落体现象被称为失重。

失重是什么意思(为什么我们感觉失重)插图1

为什么我们感觉失重?

当没有外部物体接触到一个人的身体时,他会感到失重。当所有可能与物体接触的力都消除时,就会发生这种情况。这些感觉在自由落体状态下很常见。

在下落过程中,作用在物体上的唯一主要力是重力。这就是为什么一个人会在自由落体时感到失重。然而,失重只是一种感觉,不应该随着减肥者的实际情况而改变。失重的概念与接触力的存在和缺失有很大关系,而与重量无关。

太空中的失重状态

在太空轨道上运行的宇航员会有一种失重的感觉,因为在太空中没有外力推或拉他们的身体。重力是唯一作用在他们身上的力。重力作用在一个距离上,力不能被感觉到,因此不会提供任何重量的感觉。这就是宇航员在太空中感到失重的原因。

宇宙飞船上的机组人员经常受到失重的困扰。在美国和早期苏联的载人飞行任务中,心脏和呼吸频率会下降,随着骨钙和体重的逐渐减少,这一现象引起了人们的关注。这些都是暂时的,一旦人们回到地球,这些效应就会发生逆转。

卫星轨道运动中的失重状态

失重是什么意思(为什么我们感觉失重)插图2

就绕地球运行的卫星而言,有一个加速度作用于地球中心。这就是所谓的向心加速度,用ac表示。还有一个加速度是由地球重力引起的,它与这个向心加速度相平衡[g=ac]; 因此它们在大小上是相等的,并且相互平衡着。在卫星内部,没有重力造成的加速度,这表明一切都在以匀速运动。因此,在轨道上运行的卫星中,人们可以体验到失重状态。

太空中的重力比地球上的重力小吗?

失重是什么意思(为什么我们感觉失重)插图3

在太空中作用在宇航员身上的重力肯定比地球表面的重力小。但是太空中的重力还没有小到足以引起重力的剧烈变化。假设要绕轨运行的空间站在距地球表面约400公里的高度,那么此时的g将从9.8降低到8.7。虽然它确实减轻了重力,但它无法感受到宇航员体验到的绝对失重的感觉。

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