關於外太空的最大神話是什麼:失重是因為沒有引力!

2020-12-20 雲中說科技

關於外太空,你最先想到的是什麼呢?應該是傳說中的無重力狀態吧,但你知道嗎?這種說法其實是錯的,人們對失重是什麼,很多其實並不了解,當他們看到太空人在宇宙空間站的內外漂浮時,就倉促地得出空間站沒有重力的結論。

只要存在任何質量和空間,就有重力的存在。重力是由於質量的存在而產生的時空曲率。太空中的太空人同樣可以感受到太陽引起地球繞太陽運行的引力影響。地球上的月球和國際空間站在地球軌道上的重力影響,也能被太空飛行器內外漂浮的太空人所感受到。

其實太空人之所以能漂浮在太空站上,很大程度是因為重力的影響,如果沒有感覺到重力,其實太空人根本不會停留在軌道上。在國際空間站的太空人居住的海拔高度上,地球的引力影響為8.75 m / s ^ 2。這其實比你和我在地球表面感受到的9.81 m / s ^ 2僅僅低了約11%。

太空人之所以看上去沒有重量,處於漂浮狀態,是因為它們處於自由落體狀態。地球軌道上的宇宙飛船正在向地球墜落(由於重力),但也以足夠高的速度向前移動,使得行進的路徑不是直線向下,而是繞著地球繞行的曲線。

太空人正在向下降,但他們的宇宙飛船也在下降。如果兩者都在下降,則沒有一個相對於另一個的力,因此才會讓你產生了太空人似乎沒有重量的感覺。我們甚至自己就可以在地球上模擬出這個自由落體運動,我們來做一個小小的實驗吧。

想像一下,地球上的太空人站在一個稱重器上。儀表上將表明男子的重量,因為重力將太空人拉向地球的中心,地球表示決不放棄所有有質量的物體。但男子卻借著重力運動的同時產生了離心力,它們之間產生了平衡,男子由於重力的影響難以遠離地球,可地球也不能把男子拉下來。

現在想像一下太空中的太空人,空間站繞地球軌道運行。它們的模式相同,太空人也站在那裡。假如空間站是稱重器,它會顯示重量嗎?不會。它不會顯示重量,因為太空人和空間站正在一起下降,太空人與空間站沒有相互運動的趨勢。

所以答案是:國際空間站及其船員處於自由落體狀態。它們正朝著地球的中心落下,但由於它們本身也在快速移動,在重力的影響下空間站一直在錯過地球。因此空間站與太空人都處於失重狀態,不是沒有重力哦。

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  • 人在太空會失重,星體為何卻不會失重?
    這從物理的角度來說,就是失重。那麼就會有人提出疑問:離開地球表面才幾十公裡,為什麼人在太空就會失重了呢?難道是引力消失了嗎?還是人的重量被偷走了?首先,我們要排除引力消失這個想法,因為這個想法本身就是錯的。因為離開地球表面幾十公裡,引力是不會消失的,甚至都沒啥變化。
  • 為什麼人在宇宙會失重?引力沒有消失,難道重力也會被偷走?
    但為什麼太空人一去到宇宙,就會失重了呢?有些人可能覺得飛機的高度還不足以體現引力的衰退,認為到了只要到達幾十千米的高空引力就會迅速地消退。甚至還有人覺得,既然地球的大氣層那麼厚重,就一定是大氣層隔斷了地球的引力。或者有人認為,引力的衰頹並不是線性的,而是到了某一界限,引力就會突然消失。其實這些想法都不是正確的。
  • 太空人在太空中處於失重狀態,為何沒有被太陽引力吸引?
    我們需要明白何為失重。失重,並不代表不受太陽等天體的引力作用,理論上講引力的作用範圍是無限大的,所以太空人在太空中照樣會受到太陽引力作用。那麼,太空人為何會失重呢?這裡就以在地球上方的空間站為例。空間站上的太空人感受到的失重,通俗地理解其實就是「太空人一直在做自由落體運動」,所以太空人感受到了失重。在生活中,我們每個人都可以隨時體會到失重的感覺,簡單的跳起來,下落的過程其實就是失重,氣不過這個過程太短暫了,加上我們的視角仍舊停留在地面附近,所以無法體會到真正的失重。
  • 身處太空時為何會失重?並非引力逃跑,而是物體重量被轉移了
    從物理定義的角度來看,大家或許覺得失重和超重都很陌生,我們似乎沒有與失重或超重相關的經歷。但實際上,失重和超重與我們的生活息息相關。結合生活場景來看,坐電梯時,當電梯從靜止轉變為向上運動,我們常會感覺身體往下沉,這便是超重的感覺;當電梯往下降時,我們感覺身體重量輕,有種飄飄然的感覺,這便是失重感覺。另外,在乘坐過山車時,我們其實也感受過失重。
  • 火焰上升的本質原因,是地球引力的作用!引力不是向下嗎?
    而在失重的環境下,火焰表現出球形的原因,根據上文我們也能猜出來是因為火焰周圍的空氣不會發生對流。也就是說,火焰周圍的熱空氣不會上升,稍遠一點的冷空氣也不會下降。大多數的回答就只解釋到了這裡,確實也解釋清楚了火焰形狀不同的原因,但根本問題、也就是本質原因沒有說清楚。
  • 太空人在太空中「失重」的原因是什麼?
    太空人穿著太空衣 什麼是失重? 失重,是指物體失去了重力場的作用,當物體處於失重狀態時物體除了自身重力外,不會受到任何外界重力場影響。所謂重力,是物體所受地球的引力的一個分力(大小几乎等於引力)。引力的大小與質量成正比,與距離的平方成反比。就質量一定的天體來說,物體離它越遠,所受它的引力越小,即重力越小,在足夠遠的距離上,它的引力可以忽略不計。
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  • 物理學中的超重和失重是指什麼?
    而我們從蹲著的狀態向上起身,身體就會產生向上的加速度,這個加速度會抵消地球對我們的引力,重力加速度小於g,產生失重,體重秤數值也會降低。這是牛頓經典力學,從上學時期就一直教育我們的事實。超重與失重,都是以地球引力為參考如今超重和失重,更接近一種感受類的詞語。當我們坐過山車、玩其他遊樂設施,身體感覺變重,就知道現在是超重狀態,感覺身體飄飄然,就是失重狀態。
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