在浩瀚的宇宙中完全失重,是什么感觉?

完全失重是物体的视重为零 也就是说,在物体自由落体的时候,如果你去称它的重量的话是0。即是,视重为0 其原因也是物体具有向下的加速度,而且其全部重力都提供了物体向下的加速度 卫星中的物体与卫星做同样的圆周运动,重力(万有引力)充当向心力,这时,物体在卫星中就好像没有重力一样(实际上重力还在),不需要支持物提供支持力就可以相对卫星静止(视重为0)。 在电视看见里面的人和物飘在空中的现象就是完全失重现象。

在浩瀚的宇宙中完全失重,是什么感觉?

人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物将处于失重状态。航天器进入轨道后可以近似认为是绕地球做圆周运动,做圆周运动的物体的速度方向是时刻改变的,因而具有加速度,它的大小等于卫星所在高度处的重力加速度的大小。这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似,航天器中的人和物都处于完全失重状态。

在完全失重状态下,水银气压计和托盘天平无法使用,而弹簧测力计可以使用。

假设

你能够想像出失重的条件下会发生什么现象吗?在宇宙飞船中就会发生什么现象。物体将飘在空中,液滴呈绝对球形,气泡在液体中将污泥浊水上浮。宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服,走路务必小心,以防不慎,将“上不着天,下不着地”食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想像力,举出更多的现象来。

你还可以再想一想,人类能够利用失重的条件做些什么?下面举几个事例,将会帮助你思考。这里所举的事例虽然还没有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现。

在失重的条件下,熔化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一。

玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米),是现代光纤通信的主要部件。在地面上不可能制成很长玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于重力的作用,它将被拉成小段。而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维。

在浩瀚的宇宙中完全失重,是什么感觉?

在太空的轨道上,可以制成一种新的泡沫材料?泡沫金属。在失重条件下,在液态的金属中通以气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡沫金属,这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢,用它做机翼,又轻又结实。

同样的道理,在失重的条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种使合金。

电子工业、化学工业、核工业等部门,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“6个9”至“8个9”,即99.9999%-99.999999%.在地面上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中。而在太空中“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可以获得纯度极高的产品。

在电子技术中所用的晶体,在地面上生长时,由于受重力的影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染,在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多。在不久的将来,如能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体,它要比现有的硅晶体优越得多,将会引起电子技术的重大突破。

在浩瀚的宇宙中完全失重,是什么感觉?

在太空失重的条件下,会生产出地面上难以生产的一系列产品。建立空间工厂,已经不再是幻想。科学家们在太空中做各种实验,青年学生也可以提出自己的太空实验设想,展开你想像的翅膀,为宇宙开发贡献一份力量!


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