人在太空會失重,星體為何卻不會失重?

2021-01-15 奇點使者

審核:小文

小時候我們看喜之郎廣告時,都會看到太空人在太空中是漂浮著的,並不能像在地球上一樣正常行走。以至於到了長大我們所看的航天電影裡面的太空人在太空中也是漂浮著的。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。而對於人在太空中失重是與引力消失有關的這個問題,嚴格來說,與引力消失也是沒有關係的。因為引力是牛頓提出的萬有引力定律,同時也是一種長程力,是不會消失的。

並且,引力還會延伸到很遠的地方,遠到了盡頭引力也是不會消失的,也就擺脫不了地球對我們吸引。只是這個時候引力就會變得比較微弱,但並不會對我們產生影響,也就是說我們感知不到它而已。

既然我們已經排除掉引力消失這個想法,那就從重量這個想法入手了。我們知道引力是不會消失的,所以是因為地球對我們的引力變成了向心力,從而導致我們平時四肢感受到的壓力全部消失了,也就可以在太空中漂浮了。

也可以這麼說,就是當我們在地球表面的體重有100公斤的話,到外太空我們的體重也還是會有97公斤重,那麼,為什麼人在太空中還會失重呢?因為我們圍繞著地球高速運轉,重力就會被偷走作為向心力,所以就會完全失重啦。

而反過來說,如果我們想要停留在地球的某個上空時,向心加速度就會突然消失,重力加速度馬上會支持我們整個世界,那樣,我們就會急速下降,然後粉身碎骨,那種感覺就像是蹦極一樣。

實際上我們感受到的重量並不是引力,因為引力是不會消失的,但在某種情況下,我們的重量是可以消失不見的。就拿自由落體來說,我們的實際重量是身體感受到的地表支撐我們身體的力量,要是沒有地表支撐著我們,我們也就自然而然會做著自由落體運動,感受不到重量。

但是,引力會隨著距離的增加而減弱,這個也是不可否認的事實。畢竟牛頓的萬有引力定律就說明了這一點,兩個物體之間的萬有引力與它們本身的質量成正比,與它們的距離平方成反比。這也就說明,在兩倍距離處看,引力到100倍處就只剩萬分之一了。

當然這也是和我們所處的三維空間有關,換成二維空間,感受到的引力就是成比例線性減弱;那如果換成四維空間,感受到的引力就是與距離的立方成反比了,就不再是距離的平方了。

最後,大家也明白了到底人為什麼會在太空中失重了吧?都是因為重量被偷走的原因。當然我們也不要害怕哪天我們的重量在地球也被偷走了,我們也失重了。其實還不至於到那個地步,不過,未來就說不定咯!

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  • 太空人在太空中 為何會「失重」
    你可能看過這樣的圖片:太空人們漂浮在太空、太空梭、國際空間站。看似輕鬆又神奇,但其實不是這樣。 宇航失重,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)。
  • 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。如果你乘坐電梯時「有幸」遭遇到了電梯失靈,電梯自由落體下落,你就能對失重身臨其境了!
  • 星球在太空中沒有失重,為何人類卻會失重?
    但是當人類去到距離地表十幾公裡的地方時,又會出現失重現象,難道地球引力就真的不過如此嗎?從一些以太空為題材的科幻電影中,我們可以看到太空人在距離地表十幾公裡的地方就幾乎不受到地球引力的束縛而感覺身體輕盈、自由自在,因此很多人就此認為一旦人體與地表之間的距離逐漸變大,大到一定程度之後地球對人體的引力就完全消失了。
  • 太空人在太空中「失重」的原因是什麼?
    你可能看過這樣的圖片,太空人們漂浮在太空、太空梭、國際空間站。看似很輕鬆,又神奇,但其實不是這樣。太空人在失重狀態下看似很滑稽,但其實很痛苦。最初會感覺噁心、頭暈或失去方向感。導致太空人骨質損失外,還會導致太空人肌肉鬆弛,免疫力下降和衰老,引發多種空間運動病。所以不是人人都能當太空人,需要個人的身體素質非常好。
  • 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
    失重指的是物體所受支持力小於其重力,從另一個角度來看,也可將失重理解為物體實際質量小於其原本質量,失重現象多出現在星球軌道上或太空中。 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。
  • 為什麼人在太空中會失重?其實並不是引力消失,而是被轉移了
    相信學過物理的人,都會知道,宇宙萬物都是有引力的存在,太陽有引力,所以,八大行星圍繞著太陽運轉,地球有引力,所以所有在地球上的物體都乖乖的待在地面上,試想一下,如果有一天,束縛你的引力消失了,你可能會想「自由飛翔」。
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    在當今如此發達的時代,看著我們人類在宇宙中取得的巨大成就,你會不會有這樣的疑問:離開地球表面也不過幾十公裡,為什麼引力就消失得這麼快?這裡告訴你,這個想法是錯誤的,因為就算是火箭或者飛船離開地球幾十公裡了,引力也不會很快就消失的,甚至還不會有太大的變化,就算是幾百公裡,引力依然存在,所以這個問題所說的離開地球幾十公裡引力的消失,可能是說人到了太空後就會失重,但是這與引力的消失沒有任何的關係,因為引力是一種長程力,所以永遠都不存在消失這一說法。
  • 失重33天 回顧航天英雄的太空生活
    失重33天 回顧航天英雄的太空生活 (6/16) "← →"翻頁
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