Orice realizare majoră a științei afectează într-un fel oarecum viața fiecăruia dintre noi. Deci, cu descoperirea undelor electromagnetice și electromagnetice, cu inventarea avioanelor mai grele decât aerul, cu crearea de semiconductori. Astăzi, omenirea include rachete și nave spațiale.
Nu există nici o îndoială că va dura mai multe decenii și oamenii vor folosi pentru mesaje de transport de rachete intercontinentale cu același calm și calmul cu care sunt acum urca la bordul jetliner de pasageri. Comunicarea spațială dintre Pământ și Lună va deveni, de asemenea, comună. Oamenii vor trăi și lucra în stațiile spațiale, va apărea profesia de sudori de spațiu, instalatori etc.
Dar, probabil, pentru prima dată, datorită realizărilor științifice și tehnice în explorarea spațială, o persoană va cădea în condiții fundamentale noi, în care modelele fizice obișnuite se manifestă într-un mod diferit. Orice asemenea lucru se poate întâmpla numai dacă stăpâniți adâncurile mării.
Desigur, legile de bază ale fizicii și, în special, mecanicii sunt aceleași pe Pământ, sub apă și în spațiu. Dar se manifestă în mod diferit, în funcție de condiții. Și aceste condiții pe Pământ și în spațiu sunt departe de a fi la fel. Pe planeta noastră, se caracterizează prin două circumstanțe principale. În primul rând, nu există schimbări vizibile în accelerația vitezei în mișcarea punctelor de pe suprafața pământului. Și în al doilea rând, planeta noastră atrage toate obiectele spre sine și îi forțează să facă presiuni asupra suporturilor lor.
Lipsa de accelerații măsurabile asociate cu caracteristici ale mișcării Pământului în spațiu. Împreună cu planeta noastră, participăm la cele două mișcări principale: rotația zilnică în jurul axei proprii și circulația anuală în jurul Soarelui. Și în timp ce noi concuram împreună cu Pământul în jurul Soarelui la o viteză de 30 km / s, și cu sistemul solar în jurul centrului galaxiei cu viteză extraordinară de aproximativ 230 km / s, nu simt, așa cum corpul uman este complet insensibil la viteza de mișcare uniformă.
Cu toate acestea, conform uneia dintre prevederile fundamentale ale mecanicii, în general, experimentele și măsurătorile fizice interne nu pot detecta mișcarea uniformă și rectilinie.
Ei bine, și dacă un sistem, de exemplu, o rachetă spațială, se va mișca cu accelerație sub influența motoarelor sau va avea rezistență medie? Cu această mișcare există o supraîncărcare, adică o creștere a presiunii pe suport. Dimpotrivă, dacă mișcarea are loc cu motoarele oprite în gol, presiunea pe suport dispare, începe starea de greutate.
În condițiile Pământului, presiunea asupra suportului este legată de acțiunea forței gravitaționale. Dar unii cred că forța de presiune asupra suportului - aceasta este forța cu care corpul este atras de Pământ. Dacă ar fi fost cazul, atunci, de exemplu, într-o navă spațială, se deplasează spre Lună, gravitație zero nu ar fi, la fel ca în orice punct al orbitei navei la o forță de gravitație. Și, în general, în spațiu este greu de găsit un loc unde rezultatul forțelor gravitaționale ar fi zero.
Menționăm că presiunea asupra suportului poate fi cauzată nu numai de acțiunea forței gravitaționale, ci și de alte cauze, de exemplu prin accelerare. Pentru un corp nemișcat care se odihnește pe suprafața pământului, forța de atracție coincide de fapt cu forța de presiune asupra suportului. Dar acesta este doar un caz special. Pe Pământ, o persoană apasă pe suprafața sa cu puțină forță. La rândul său, conform celei de-a treia lege a mecanicii, și suprafața Pământului presează asupra persoanei de jos în sus cu exact aceeași forță. Această forță de "contracarare" se numește reacția de susținere. Forțele de acțiune și rezistență sunt întotdeauna atașate la diferite corpuri. În particular, în cazul în cauză, forța de presiune pe suport este aplicată pe suport și reacția suportului la corpul însuși.
Între timp, forța de atracție nu este aplicată suportului, ci corpului. Astfel, forța presiunii asupra suportului și forța de atracție sunt forțe complet diferite.
Dacă rachetă spațială este accelerat, presiunea care poartă asupra corpului este crescut cu aceleași ore ca și accelerarea jet de racheta depășește accelerația gravitațională egală cu 9,81 m / s2. Cu alte cuvinte, pe partea accelerată a mișcării, reacția suportului crește. Dar, în același timp, în conformitate cu a treia lege a mecanicii, presiunea asupra suportului crește atât de mult.
Raportul presiunii efective cu suportul la presiunea sa asupra suportului în condițiile Pământului a fost numit suprasarcină. Pentru o persoană de pe suprafața pământului, supraîncărcarea este astfel una. Organismul uman sa adaptat acțiunii acestei supraîncărcări constante și nu o observăm.
Esența fizică a fenomenului de supraîncărcare este că nu toate punctele corpului primesc accelerație în același timp. Forța care acționează asupra corpului, de exemplu, forța unui motor cu rachetă, este aplicată în acest caz pe o parte relativ mică a suprafeței sale. Punctele materiale rămase ale corpului primesc accelerație cu o anumită întârziere prin deformare. Cu alte cuvinte, corpul este aplatizat, presat pe suport.
Numeroase studii experimentale care au fost începute KE Tsiolkovsky a arătat că efectele fiziologice ale congestiei depinde în mod semnificativ nu numai pe durata acesteia, ci și pe poziția corpului. Cu poziția verticală a unei persoane, o parte semnificativă a sângelui este deplasată în jumătatea inferioară a corpului, ceea ce duce la o încălcare a alimentării cu sânge a creierului. Organele interne, ca urmare a creșterii greutății lor, se deplasează în jos, provocând o tensiune puternică a ligamentelor.
Pentru a evita supraîncărcarea periculoasă a corpului în zonele cu mișcare accelerată, este necesar să fie localizat astfel încât efectul supraîncărcării să fie îndreptat din spate spre piept. Această poziție vă permite să efectuați aproximativ trei ori supraîncărcarea mare.
De altfel, acesta este motivul pentru a te odihni culcat - mai bine decât să te ridici.
Dacă, cu efectul supraîncărcării, locuitorii Pământului, deși nu de multe ori, dar trebuie încă să se întâlnească, atunci cu zero gravitație ei aproape nu sunt familiarizați.
Această stare surprinzătoare apare după oprirea motoarelor cu rachete, când atât presiunea pe suport cât și reacția suportului dispar complet. Direcțiile de sus și de jos, care sunt familiare omului, dispar, iar obiectele pierdute plutesc liber în aer.
Există o serie de concepții greșite despre lipsa de greutate. Unii oameni cred că această stare apare atunci când nava spațială se află într-un spațiu fără aer, "în afara sferei de gravitație". Alții cred că lipsa de greutate din satelitul Pământului este obținută prin acțiunea "forțelor centrifuge" pe ea.
Toate acestea, totuși, sunt complet greșite.
În ce condiții apare greutatea și presiunea asupra suportului este zero? Acest fenomen se datorează faptului că atunci când mișcarea liberă în spațiul cosmic, atât racheta în sine, cât și toate obiectele din ea se mișcă sub acțiunea forțelor gravitaționale cu aceeași accelerație. Suportul părăsește întotdeauna corpul așa cum a fost și corpul nu are timp să-l apese.
Cu toate acestea, mișcarea în zonele active sub acțiunea unui motor cu rachetă și mișcarea sub acțiunea forțelor gravitaționale sunt mișcări accelerate. Ambele sunt comise sub influența forțelor. De ce, într-un caz, există o supraîncărcare, iar în alta - greutate?
Acest paradox pare să fie. A fost deja menționat mai sus că atunci când are loc accelerația, accelerațiile sunt comunicate diferitelor puncte ale corpului prin deformare. Un alt lucru este când racheta se mișcă în câmpul gravitațional. În dimensiunile rachetelor, câmpul gravitațional este practic uniform, ceea ce înseamnă că forțele egale acționează simultan asupra tuturor particulelor rachetei. La urma urmei, forțele gravitaționale aparțin așa-numitelor forțe de masă, adică forțe care se aplică simultan tuturor punctelor din sistemul în cauză.
Datorită acestui fapt, toate punctele rachetei primesc în același timp accelerații identice și orice interacțiune între ele dispare. Reacția de sprijin dispare, presiunea asupra suportului dispare. Apare o stare de greutate totală.
Unele procese fizice nu trebuie, de asemenea, să aibă loc în condiții de greutate. Totuși, A.Einstein cu mult înainte de zborurile spațiale a pus o întrebare curioasă: dacă va fi o lumanare într-o cabină a unei nave spațiale?
Marele om de știință a răspuns negativ - credea că, datorită greutății, gazele strălucitoare nu vor părăsi zona de flacără. Astfel, accesul oxigenului la fitilul va fi blocat, iar flacăra va ieși.
Cu toate acestea, experimentatorii meticuloși moderni au decis să verifice declarația lui Einstein privind experiența. Într-unul din laboratoare, a fost prezentat următorul experiment destul de elementar. Arderea lumânărilor plasate într-un borcan de sticlă închis, a scăzut de la o înălțime de aproximativ 70 m. Incidentul a fost subiectul starea imponderabilitate (dacă ignorăm rezistența aerului). Cu toate acestea, lumânarea nu este stins, doar pentru a schimba limba forma flacarii - devine mai sferică, iar lumina emisă de către aceasta a devenit mai puțin strălucitoare.
Se pare că este vorba despre difuzie, datorită căruia oxigenul din spațiul din jur intră încă în zona de flacără. La urma urmei, procesul de difuzie nu depinde de acțiunea forțelor gravitaționale.
Și totuși, condițiile de ardere în greutate sunt diferite de cele de pe Pământ. Această circumstanță a trebuit să fie luată în considerare de designerii sovietici, care au creat o mașină unică de sudura pentru sudare în condiții de gravitație zero.
După cum știți, acest dispozitiv a fost testat în 1969 pe nava spațială sovietică Soyuz-8 și a lucrat cu succes.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: