Suprasarcină și imponderabilitate
Orice știință descoperire în cele din urmă se schimbă într-un fel viața fiecăruia dintre noi. Deci, a fost o descoperire a undelor electromagnetice de energie electrică și, avioanele invenții sau elicoptere, la crearea de semiconductori. Acum, viața omenirii 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. Va deveni un lucru obișnuit și legătura cosmică dintre Pământ și Lună. Oamenii vor trăi și lucra în stațiile spațiale, ocupația spațială va sudori, asamblorii, etc.
Dar, probabil, pentru prima dată, datorită descoperiri științifice și tehnologice în explorarea spațială, oamenii vor cădea într-o fundamental condiții noi, care se manifestă în mod diferit legile fizice obișnuite. Ceva similar se poate întâmpla, probabil, doar în timpul dezvoltării nicovală.
Desigur, legile de bază ale fizicii și, în special, mecanicii sunt aceleași, și pe pământ și sub apă, și în spațiu. Dar ei se manifestă în moduri diferite, în funcție de condițiile. Și aceste condiții pe Pământ și în spațiu sunt departe de a fi identice. Pe planeta noastră, ele sunt caracterizate prin doi factori principali. În primul rând, nu există modificări semnificative ale vitezei - accelerație în mișcarea de puncte de pe suprafața pământului. Și în al doilea rând, planeta noastră atrage toate obiectele și le forțează să pună presiune pe sprijinul lor.
Lipsa de accelerații măsurabile asociate cu caracteristici ale mișcării Pământului în spațiu. Împreună cu planeta noastră, vom participa la două mișcări principale: rotația zilnică în jurul propriei sale axe și revoluția 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, în conformitate cu unul dintre principiile fundamentale ale mecanicii, în general, nu exista experimente fizice interne și măsurători imposibil de a găsi uniforme și mișcare rectilinie.
Ei bine, în cazul în care un sistem, cum ar fi rachetă spațială, se va deplasa sub influența motoarelor de accelerare sau de testare a rezistenței mediului? Într-o asemenea mișcare, există o suprasarcină, adică. E. Creșterea presiunii asupra suportului. Invers, dacă mișcarea are loc cu motorul oprit într-un vid, presiunea asupra suportului dispare condiție fără greutate are loc.
Cu o presiune la nivel mondial pe suport datorită acțiunii gravitației. Dar unii cred că forța de presiune asupra suportului - este forța cu care corpul p 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, într-adevăr, în spațiul este aproape imposibil de a găsi un loc unde rezultanta forțelor gravitaționale ar fi zero.
Fig. 17. Presiunea asupra suportului de sprijin și de reacție
Rețineți că presiunea asupra lagărului poate fi cauzată nu numai prin acțiunea gravitației, ci și din alte motive, de exemplu, accelerare. Pentru corp fix se sprijină pe sol, forța gravitației, de fapt, coincide cu forța de presiune asupra suportului. Dar aceasta este doar un caz special. Pe Pământ, oamenii cu unele prese de forță pe suprafața sa. La rândul său, în conformitate cu a treia lege a mecanicii și prese de pe suprafața Pământului de jos în sus, persoana cu exact aceeași putere. Această forță „pentru a contracara“ se referă la reacția suportului. de acțiune și forța de reacție este întotdeauna aplicat la diferite organisme. În special, în prezenta cauză pentru a susține o forță de presiune este aplicată pe suport, și reacția de sprijin pentru organism.
În același timp, forța de atracție nu se aplică la suport, și la corp. Astfel, forța de a sprijini presiunea și forța de gravitație - este forța complet diferit.
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 / s 2 Cu alte cuvinte, reacția de susținere este crescută prin suprafața de mișcare accelerată. Dar, în același timp, în conformitate cu a treia lege a mecanicii, în cât mai mult timp și crește presiunea asupra suportului.
Raportul de presiune reală asupra suportului la presiunea acestuia pe suport în mediul înconjurător al Pământului a fost numit de suprasarcină. Pentru persoana de pe suprafața pământului, suprasarcină este astfel una. Prin acțiunea acestui corp uman de suprasarcină constantă a adaptat, iar noi pur și simplu nu observa.
Esența fizică a fenomenului de suprasarcină este că nu toate punctele ale corpului sunt accelerate simultan. Forța care acționează asupra organismului „, cum ar fi o forță de împingere motor rachetă, aplicat în acest caz, într-o parte relativ mică din suprafața sa. Restul punctului material al accelerației corpului este obținută cu o anumită întârziere după deformare. Cu alte cuvinte, corpul, așa cum au fost aplatizat, presat la suport.
Fig. 18. Natura fizică a suprasarcinii
Numeroase studii experimentale care au fost începute K. E. Tsiolkovskim a arătat că efectele fiziologice ale congestiei depinde în mod semnificativ nu numai pe durata acesteia, ci și asupra poziției corpului. Atunci când poziția verticală a unei părți semnificative a sângelui uman este deplasată în jumătatea inferioară a corpului, ceea ce duce la perturbarea circulației cerebrale. organe interne, ca urmare a creșterii greutății sale și pentru a muta în jos, cauzând corzilor mult.
Pentru a evita suprasarcina periculoase pentru organism, în zonele de mișcare accelerată, trebuie să fie aranjate în așa fel încât efectul suprasarcinii a fost direcționată de la spate la piept. O astfel de situație permite efectuarea de aproximativ trei ori mai mare de suprasarcină.
Apropo, din acest motiv, să se odihnească minciuna - este mai bine decât în picioare.
În cazul în care efectul de supraîncărcare locuitorilor pământului, deși nu de multe ori, dar încă mai trebuie să îndeplinească, imponderabilitatea ei abia se cunosc.
Aceasta este o stare uimitor apare după oprirea motoarelor de rachetă, iar când presiunea asupra suportului și reacția de sprijin dispar complet. Dispare și familiare unei persoane în sus și în direcția în jos, și obiecte libere plutesc liber în aer.
imponderabilitate relativă, există o serie de concepții greșite. Unii oameni cred că această condiție apare atunci când nava se află într-un vid, „în afara domeniului de aplicare al gravitației Pământului.“ Alții cred că imponderabilitate într-un satelit al Pământului vine de la efectul de „forțe centrifuge“.
Fig. 19. Natura fizică a imponderabilitate
Toate acestea, cu toate acestea, este complet greșită.
În ce condiții, există imponderabilitate și presiunea asupra Vanishes de sprijin? Acest fenomen se datorează faptului că libera circulație în spațiu și rachete în sine, și toți cei din subiecții ei sub influența forțelor gravitaționale a muta cu aceeași accelerație. Suportul, în orice moment în care iese din corp, iar corpul nu are timp să apăsați pe ea.
Cu toate acestea, mișcarea în siturile active de către acțiunea motorului rachetă, iar mișcarea sub acțiunea forțelor gravitaționale sunt mișcări accelerate. Ambele sunt comise sub influența forțelor. De ce, într-un caz, există o suprasarcină, iar celălalt - imponderabilitate?
Acest aparent paradox. Am observat deja că, în caz de suprasarcină accelerare comunicate la diferite puncte ale corpului prin deformare. Un alt lucru, atunci când racheta se deplasează într-un câmp gravitațional. Gama de dimensiuni rachete câmpul gravitațional este practic uniformă, ceea ce înseamnă că toate particulele de racheta funcționează simultan forță egală. La urma urmelor, gravitația aparțin așa-numitele forțe de masă, t. E. Forțele care sunt aplicate simultan tuturor punctelor sistemului.
Acest lucru asigură că toate punctele de rachete în același timp, să primească aceeași accelerație și orice interacțiune între ele dispare. reacție la sol dispare, dispare presiune pe suport. Vine o stare de imponderabilitate completă.
Nu este într-adevăr ar trebui să apară în general, în condiții de imponderabilitate și a unor procese fizice. Chiar Einstein cu mult înainte de a pune zborurilor spațiale o întrebare interesantă: Va lumânarea aprinsă într-o cabină de nave spațiale?
Marele om de știință a răspuns negativ - se crede că, din cauza gazelor fierbinți imponderabilitate nu vor merge departe de zona de aprindere. Astfel, accesul oxigenului la fitilul va fi intercepteze, iar flacăra se stinge.
Cu toate acestea, experimentatori moderne meticuloase a decis să verifice în continuare declarația lui Einstein asupra experienței. Într-unul din laboratoarele următorul experiment destul de simplu a fost efectuat. 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.
Aparent, difuzia lucru, prin care oxigenul din mediul înconjurător intră cu toate acestea, zona de aprindere. După procesul de difuzie nu depinde de acțiunea gravitației.
Încă de ardere în condiții de imponderabilitate, altele decât cele de pe Pământ. Această circumstanță a trebuit să ia în considerare designerii sovietici care au creat un aparat de sudura unic pentru sudare în condiții de imponderabilitate.
După cum se știe, acest dispozitiv a fost testat în 1969, în „Soyuz-8“ nave spațiale sovietice și a lucrat cu succes.