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!