Pesha - më saktësisht, mikrograviteti - është një gjendje e veçantë jashtë gravitetit të Tokës (ose ndonjë tjetër), kur praktikisht nuk ndihet, dhe trupi i astronautit është në një gjendje rënieje të pandërprerë të lirë. Graviteti zero mund të përjetohet, për shembull, në një ashensor ose aeroplan me rënie të lirë (aeroplanë të tillë akrobatikë përdoren për stërvitje në gravitetin artificial zero), ose në orbitën e Tokës, në Stacionin Ndërkombëtar Hapësinor. Ekspozimi afatgjatë ndaj gravitetit zero ka një efekt të dëmshëm në gjendjen fizike të astronautëve, kështu që shkencëtarët po studiojnë se si të zvogëlojnë nivelin e humbjes së masës së muskujve dhe kockave në kushtet e mikrogravitetit, në mënyrë që të mbrojnë udhëtarët e ardhshëm në Mars dhe më gjerë. Fjalë për fjalë gjashtë muaj të kaluar në orbitë shkaktojnë ndryshime të pakthyeshme në trupin e njeriut.
Ekspozimi i zgjatur ndaj gravitetit zero çon në probleme shëndetësore - ky është një fakt. Për shembull, njerëzit tashmë e dinë që astronautët fluturues do të jenë në gjendje të përjetojnë një gamë të gjerë të problemeve mjekësore, duke përfshirë humbjen e muskujve, mungesën e kalciumit, funksionin e dëmtuar kardiopulmonar, dëmtimin e shikimit dhe madje edhe imunitetin e dobësuar. Hulumtuesit në Spitalin Henry Ford në Michigan i kanë shtuar një tjetër problem kësaj liste - mungesa e peshës është treguar të shkatërrojë nyjet që nuk shërohen as pas kthimit në Tokë.
Pesha si forca me të cilën çdo trup vepron në një sipërfaqe, mbështetje ose pezullim. Pesha lind për shkak të tërheqjes gravitacionale të Tokës. Numerikisht, pesha është e barabartë me forcën e gravitetit, por kjo e fundit aplikohet në qendrën e masës së trupit, ndërsa pesha aplikohet në mbështetëse.
Pesha - pesha zero, mund të ndodhë nëse nuk ka forcë gravitacionale, domethënë trupi është i mjaftueshëm nga objektet masive që mund ta tërheqin atë.
Stacioni Ndërkombëtar i Hapësirës ndodhet 350 km larg Tokës. Në një distancë të tillë, nxitimi i gravitetit (g) është 8.8 m / s2, që është vetëm 10% më pak se në sipërfaqen e planetit.
Në praktikë, rrallë takoheni - efekti gravitacional ekziston gjithmonë. Kozmonautët në ISS janë ende të prekur nga Toka, por pa peshë është e pranishme atje.
Një rast tjetër i mungesës së peshës ndodh kur forca e gravitetit kompensohet nga forca të tjera. Për shembull, ISS i nënshtrohet forcës së gravitetit, pakësuar pak për shkak të distancës, por stacioni gjithashtu lëviz në një orbitë rrethore me shpejtësinë e parë kozmike dhe forca centrifugale kompenson gravitetin.
Peshtësia në Tokë
Fenomeni i mungesës së peshës është gjithashtu i mundur në Tokë. Nën ndikimin e përshpejtimit, pesha e trupit mund të ulet, dhe madje të bëhet negative. Shembulli klasik që japin fizikanët është një ashensor që bie.
Nëse ashensori lëviz poshtë me nxitim, presioni në dyshemenë e ashensorit, dhe për këtë arsye pesha, do të ulet. Për më tepër, nëse nxitimi është i barabartë me nxitimin e gravitetit, domethënë, ngritja bie, pesha e trupave do të bëhet zero.
Pesha negative vërehet nëse përshpejtimi i ngritjes tejkalon përshpejtimin e rënies së lirë - trupat brenda "ngjiten" në tavanin e makinës.
Ky efekt përdoret gjerësisht për të simuluar mungesën e peshës në stërvitjen e astronautëve. Avioni, i pajisur me një kamerë stërvitore, ngrihet në një lartësi të konsiderueshme. Pas kësaj, ajo zhytet poshtë përgjatë një trajektoreje balistike, në fakt, makina është e niveluar në sipërfaqen e tokës. Kur zhyteni nga 11 mijë metra, mund të merrni 40 sekonda pa peshë, e cila përdoret për stërvitje.
Ekziston një keqkuptim që njerëz të tillë kryejnë figura komplekse, si "lak Nesterov", për të marrë pa peshë. Në fakt, për trajnim, përdoren avionë serialë të modifikuar serialë, të cilët nuk janë të aftë për manovra komplekse.
Shprehje fizike
Formula fizike e peshës (P) me lëvizje të përshpejtuar të mbështetësit, pavarësisht nëse është një bust në rënie apo një aeroplan zhytjeje, është si më poshtë:
ku m është pesha e trupit,
g - nxitimi i gravitetit,
a - përshpejtimi i mbështetjes.
Kur g dhe a janë të barabartë, P = 0, domethënë, arrihet pa peshë.
Çfarë është pa peshë? Kupa lundruese, aftësia për të fluturuar dhe ecur në tavan, lëvizin lehtësisht edhe objektet më masive - kjo është ideja romantike e këtij koncepti fizik.
Nëse pyesni një astronaut se çfarë është pa peshë, ai do t'ju tregojë se sa e vështirë është gjatë javës së parë në bordin e stacionit dhe sa kohë pas kthimit duhet të shëroheni, duke u mësuar me kushtet e gravitetit. Sidoqoftë, fizikanti ka shumë të ngjarë të lërë nuanca të tilla dhe të zbulojë konceptin me saktësi matematikore duke përdorur formula dhe numra.
Përkufizimi
Le ta fillojmë njohjen tonë me fenomenin me zbulimin e thelbit shkencor të çështjes. Fizika përkufizon mungesën e peshës si një gjendje e një trupi kur lëvizja e tij ose forcat e jashtme që veprojnë mbi të nuk çojnë në presion të ndërsjellë të grimcave mbi njëri -tjetrin. Kjo e fundit ndodh gjithmonë në planetin tonë kur një objekt lëviz ose pushon: ai shtypet nga graviteti dhe reagimi i kundërt i sipërfaqes në të cilën ndodhet objekti.
Përjashtim nga ky rregull janë rastet, domethënë rënia me shpejtësi, e cila i jep trupit forcën e gravitetit. Në një proces të tillë, nuk ka presion të grimcave mbi njëri -tjetrin, shfaqet pa peshë. Fizika thotë se gjendja që ndodh në anijet kozmike dhe nganjëherë në aeroplanë bazohet në të njëjtin parim. Pesha shfaqet në këto automjete kur lëvizin me një shpejtësi konstante në çdo drejtim dhe janë në një gjendje të rënies së lirë. Një satelit artificial ose dërguar në orbitë duke përdorur një mjet lëshimi. Ajo u jep atyre një shpejtësi të caktuar, e cila mbetet pasi pajisja të fikë motorët e vet. Në këtë rast, anija fillon të lëvizë vetëm nën ndikimin e gravitetit dhe ndodh pa peshë.
Shtëpi
Implikimet e fluturimit për astronautët nuk ndalen këtu. Pas kthimit në Tokë, ata duhet të përshtaten përsëri me gravitetin për ca kohë. Çfarë është pa peshë për një astronaut që ka përfunduar një fluturim? Para së gjithash, është një zakon. Vetëdija për disa periudha refuzon të pranojë faktin e pranisë së gravitetit. Si rezultat, shpesh ka raste kur astronauti, në vend që ta vinte filxhanin në tryezë, thjesht e la atë dhe e kuptoi gabimin vetëm kur dëgjoi zhurmën e enëve të thyera në dysheme.
Të ushqyerit
Një nga detyrat e vështira dhe në të njëjtën kohë interesante për organizatorët e fluturimeve të drejtuara me njerëz është t'u sigurojnë astronautëve ushqim që asimilohet lehtësisht nga trupi nën ndikimin e mungesës së peshës në një formë të përshtatshme. Eksperimentet e para nuk ngjallën shumë entuziazëm tek anëtarët e ekuipazhit. Tregues në këtë drejtim është rasti kur astronauti amerikan John Young, megjithë ndalimet e rrepta, solli në bord një sanduiç, të cilin, megjithatë, ata nuk e hëngrën, në mënyrë që të mos shkelnin akoma më shumë statutin.
Deri më sot, nuk ka probleme me diversitetin. Lista e pjatave në dispozicion për kozmonautët rusë përfshin 250 artikuj. Ndonjëherë një anije mallrash që fillon në stacion do të japë një vakt të freskët të porositur nga dikush nga ekuipazhi.
Baza e dietës janë të gjitha ushqimet e lëngshme, pijet dhe puretë janë të paketuara në tuba alumini. Enë dhe guaska e produkteve janë menduar në mënyrë të tillë që të shmangin shfaqjen e thërrimeve që notojnë në gravitet zero dhe janë në gjendje të futen në syrin e dikujt. Për shembull, biskotat bëhen mjaft të vogla dhe mbulohen me një guaskë që shkrihet në gojë.
Mjedis i njohur
Në stacione si ISS, ata përpiqen të sjellin të gjitha kushtet në kushtet e zakonshme tokësore. Këto janë pjata kombëtare në menu, dhe lëvizja e ajrit e nevojshme si për funksionimin e trupit ashtu edhe për funksionimin normal të pajisjeve, madje edhe përcaktimin e dyshemesë dhe tavanit. Kjo e fundit ka më shumë rëndësi psikologjike. Një astronaut në gravitetin zero nuk i intereson se në çfarë pozicioni do të punojë, megjithatë, ndarja e një dyshemeje dhe tavani të kushtëzuar zvogëlon rrezikun e humbjes së orientimit dhe lehtëson përshtatjen më të shpejtë.
Pesha është një nga arsyet pse jo të gjithë punësohen si astronautë. Përshtatja pas mbërritjes në stacion dhe pas kthimit në Tokë është e krahasueshme me aklimatizimin, e intensifikuar disa herë. Një person me shëndet të dobët mund të mos jetë në gjendje t'i rezistojë një ngarkese të tillë.
Ne jetojmë në një kohë kur fluturimet e anijeve kozmike rreth Tokës, në Hënë dhe në planetët e tjerë të sistemit diellor nuk janë më befasuese. Ne e dimë se gjatë fluturimit, astronautët dhe të gjitha objektet në anijen kozmike janë në një gjendje të veçantë të quajtur gjendja e gravitetit zero. Cila është kjo gjendje dhe a mund të vërehet në Tokë? Pesha është një fenomen kompleks fizik. Për ta kuptuar atë, duhet të mbani mend diçka nga kursi i fizikës.
Pra, me peshën e trupit, nënkuptojmë forcën me të cilën trupi, për shkak të tërheqjes së tij në Tokë, shtyp mbi mbështetësen.
Imagjinoni që mbështetja dhe trupi bien lirshëm. Në fund të fundit, një mbështetje është gjithashtu një trup mbi të cilin vepron graviteti. Cila do të jetë pesha e trupit në këtë rast: me çfarë force trupi do të veprojë në mbështetës?
Le të bëjmë eksperimentin. Merrni një trup të vogël dhe varni atë nga një burim i ngjitur në një mbështetje fikse. Nën veprimin e gravitetit, trupi fillon të lëvizë poshtë, kështu që pranvera shtrihet derisa të lindë një forcë elastike në të, e cila balancon forcën e gravitetit. Nëse e prisni fijen që mban pranverën në trup, pranvera në trup do të bjerë. Ju mund të shihni se gjatë vjeshtës, tensioni i pranverës zhduket dhe kthehet në madhësinë e tij origjinale.
Pra, çfarë ndodh? Kur pranvera me trupin bie, ajo mbetet e pa shtrirë. Kjo do të thotë, trupi që bie nuk vepron në pranverën që bie së bashku me të. Në këtë rast, pesha e trupit është zero, por trupi dhe pranvera bien, që do të thotë se forca e gravitetit ende vepron mbi to.
Në të njëjtën mënyrë, nëse trupi dhe mbështetësja ose mbështetja mbi të cilën trupi mbështetet bien lirshëm, atëherë trupi do të ndalojë së shtypuri mbi mbështetësen ose mbështetësen. Në këtë rast, pesha e trupit do të jetë zero.
Fenomene të ngjashme vërehen në anije kozmike dhe satelitë. Sateliti që rrotullohet rreth Tokës, astronauti dhe të gjithë trupat brenda satelitit janë në rënie të vazhdueshme të lirë (duket se bien në Tokë). Si rezultat i kësaj, trupat, gjatë vjeshtës, nuk shtypin mbi mbështetësen dhe nuk e shtrijnë pranverën. Trupa të tillë thuhet se janë në një gjendje pa peshë ("pa peshë", pesha është e barabartë me zero).
Trupat e pa fiksuar në anijen "rri pezull" lirshëm. Lëngu i derdhur në enë nuk shtyp në pjesën e poshtme dhe muret e enës, prandaj nuk rrjedh përmes vrimës në enë. Lavjerrësit e orës qëndrojnë në çfarëdo pozicioni në të cilin kanë mbetur. Një astronaut nuk ka nevojë për ndonjë përpjekje për të mbajtur krahun ose këmbën në një pozicion të zgjatur. Ideja e tij se ku është lart dhe ku është poshtë zhduket. Nëse i tregoni ndonjë trupi shpejtësinë në krahasim me kabinën e satelitit, atëherë ai do të lëvizë drejt dhe në mënyrë uniforme derisa të përplaset me trupat e tjerë.
faqe, me kopjim të plotë ose të pjesshëm të materialit, kërkohet një lidhje me burimin.
Më në detaje se çfarë është dhe ku mund të ndihet, dhe do të diskutohet në këtë artikull.
Statike
Ekzistojnë dy lloje të mungesës së peshës. Statshtë statike - vërehet kur largoheni nga një objekt me një masë të madhe. Për shembull, një trup që ka fluturuar një distancë të konsiderueshme nga planeti. Sidoqoftë, duhet të kuptohet se pesha e tij nuk zhduket plotësisht.
Fakti është se graviteti nga objektet masive si planetët dhe yjet, edhe pse zvogëlohet me distancën, nuk zhduket plotësisht. Veprimi i tij shtrihet pafundësisht në të gjitha qoshet e Universit, në përpjesëtim të kundërt me katrorin e distancës. Kjo rrjedh nga përkufizimi i mungesës së peshës.
Kështu, është e pamundur të dalësh nga zona e veprimit të fushës gravitacionale.
Dinamike
Një lloj tjetër i mungesës së peshës është dinamik. Testohet vazhdimisht nga astronautët dhe pilotët. Efekti i fushës gravitacionale të një objekti masiv mund të neutralizohet nga rënia e lirë mbi të. Kjo kërkon që objekti të fitojë një shpejtësi të caktuar dhe të bëhet satelit.
Pasi të fitojë shpejtësinë e kërkuar, sateliti fillon të kalojë në një gjendje të rënies së lirë të vazhdueshme. Objektet brenda tij do të jenë në një gjendje pa peshë. Kjo shpejtësi quhet shpejtësia e parë kozmike.
Për planetin Tokë, për shembull, shpejtësia është rreth 8 kilometra në sekondë. Për Diellin - tashmë 640. E gjitha varet nga masa e objektit dhe dendësia e tij. Në vende të tilla ku dendësia arrin qindra miliona ton për centimetër kub, shpejtësia kozmike i afrohet shpejtësisë së dritës.
Peshtësia në Tokë
Rezulton se dikush mund të përjetojë gjendjen e mungesës së peshës pa lënë planetin. E vërtetë, për një periudhë shumë të shkurtër. Për shembull, një pasagjer në një makinë që ngas mbi një urë të lakuar do të përjetojë mungesë peshe për një kohë në krye të fryrjes së urës.
Pasagjerët që udhëtojnë me transport publik në rrugë me gunga përjetojnë vazhdimisht efektin e mungesës së peshës sa herë që autobusi bie në një vrimë ose përplasje. Ata janë në rënie të lirë për një periudhë të shkurtër kohe.
Argëtuese
Kohët e fundit, terrenet e veçanta të trajnimit janë shfaqur në industrinë e argëtimit, ku të gjithë mund të përjetojnë pa peshë.
Pasi të kaloni një komision mjekësor dhe të paguani një shumë të caktuar parash, mund të hipni në një aeroplan që fluturon përgjatë një trajektore të ngjashme me valët, dhe gjatë një kulmi, njerëzit mund të përjetojnë një ndjenjë të pazakontë të mungesës së peshës për gjysmë minutë.
Piloti i avionit përmes intercom njofton fillimin e efektit të mungesës së peshës. Kjo është e nevojshme për arsye sigurie. Fakti është se pas një rënie të lirë, avioni po fiton me shpejtësi lartësi. Në të njëjtën kohë, njerëzit në bord përjetojnë një efekt diametralisht të kundërt - mbingarkesë.
Ndonjëherë kjo vlerë arrin tre herë përshpejtimin e gravitetit. Me fjalë të tjera, pesha e trupit në gravitet zero do të jetë tre herë pesha e tij natyrore. Rënia nga një lartësi prej disa metrash me një peshë të tillë trupore mund të dëmtohet shumë lehtë.
Për këto qëllime, instruktorë të trajnuar posaçërisht ulen në bordin e avionit në ndarjen me gravitet zero. Detyra e tyre është t'i vendosin me kohë ata njerëz që nuk arritën të plotësojnë intervalin e caktuar kohor në dyshemenë e aeroplanit.
Një seri ngritjesh dhe ngritjesh ndodhin në intervale deri në njëzet herë gjatë një fluturimi me aeroplan.
Në Rusi, për shembull, për ata që dëshirojnë të përjetojnë pa peshë ekziston një centrifugë speciale, e cila ndodhet në qendër për trajnimin e kozmonautëve dhe pilotëve. Përsëri, pas një ekzaminimi mjekësor dhe një kontributi monetar prej rreth 55 mijë rubla, një person mund të ndiejë efektin e mungesës së peshës.
Ndikimi në trupin e njeriut
Sipas përkufizimit, mungesa e peshës është absolutisht e padëmshme për trupin e njeriut. Vështirësitë fillojnë kur zgjasin për disa ditë, javë apo muaj.
Në shumicën e rasteve, kjo vlen vetëm për banorët e stacioneve hapësinore. Astronautët që kanë qenë në bord për një kohë të gjatë fillojnë të përjetojnë siklet të konsiderueshëm. Kjo është kryesisht për shkak të mekanizmit vestibular.
Në Tokë, në kushtet e zakonshme, otolitet e aparatit vestibular shtypin mbi mbaresat nervore, duke nxitur kështu trurin tonë ku janë pjesët e sipërme dhe të poshtme, duke e orientuar trupin e njeriut në hapësirë.
Pesha dhe mungesa e peshës
Quiteshtë një çështje krejt tjetër kur trupi nuk peshon asgjë. Të gjitha proceset në të vazhdojnë ndryshe. Për shkak të mungesës së presionit nga otolitet, ndodh një shkelje e orientimit në hapësirë. Koncepti i "lart" dhe "poshtë" në hapësirë zhduket plotësisht. Mungesa e aktivitetit fizik dëmton edhe trupin e njeriut. Në këtë gjendje, indet e muskujve do të atrofizohen nëse nuk ndërmerren veprime. Indet e kockave gjithashtu vuajnë me degradimin e tij. Në mungesë të ngarkesës, më pak fosfor hyn në kockat e trupit.
Vështirësi në ngrënien dhe gëlltitjen e lëngjeve. Në të njëjtën kohë, të gjitha lëngjet kanë tendencë të marrin një formë sferike, gjë që i bën gjërat e përditshme shumë të vështira. Edhe një hundë e zakonshme e rrjedhjes në gravitetin zero mund të jetë një test shumë i vështirë për trupin për faktin se gëlbaza nuk hiqet nga graviteti, por formon pika sferike.
Për të ruajtur tonin e kërkuar, astronautët stërviten vazhdimisht për disa orë në ditë. Kur shkojnë në shtrat, ata lidhen me rripa të veçantë në mënyrë që të mos lëndohen gjatë gjumit.
Për të ushqyer astronautët, është krijuar ushqim special në tuba dhe bukë që nuk shkërmoqet.
Para se të përjetojë pa peshë për një kohë të gjatë, një person duhet të ndiejë efektin e tij në tokë në mënyrë që të zbulojë se si mungesa e gravitetit do të ndikojë tek ai në të ardhmen.
