㈠ 在地球上人類是怎樣創造微重力環境的
模擬程度較高的方式是用運輸機將相關人員帶至高空,然後飛機高速俯沖,以獲得失重狀態。不過這種方式能獲得的失重時間非常短。
㈡ 在地球上能達到無重力的狀態嗎
在地球上能達到無重力的狀態,但是需要在特殊的實驗室裡面。
失重水槽可以創造無重力狀態。
由於地球引力的作用,在地面上無法實現長時間的真正失重狀態。失重狀態下人的運動和作業方式與在地球表面的重力狀態下完全不同。為了完成出艙活動任務,航天員必須熟練掌握失重狀態下運動和作業的規律和技巧。目前能夠模擬失重環境的設備有落管、落塔、探空火箭、失重飛機和模擬失重訓練的水槽等,但是能夠進行航天員訓練的失重環境模擬設備只有失重飛機和模擬失重訓練水槽,其它模擬設備由於獲得的失重時間過短、試驗有效容積太小等問題都不能進行載人試驗。失重飛機進行拋物線飛行時能夠產生15至30秒的失重環境,在這樣短的時間內,僅能對航天員進行失重環境體驗及簡單的操作訓練。因此,復雜的出艙活動運動和作業只能在模擬失重訓練水槽中進行。
物體由於地球的吸引而受到的力叫重力。重力的施力物體是地心。重力的方向總是豎直向下。物體受到的重力的大小跟物體的質量成正比,計算公式是:G=mg,g為比例系數,重力大小約為9.8N/kg,重力隨著緯度大小改變而改變,表示質量為1kg的物體受到的重力為9.8N。重力作用在物體上的作用點叫重心。
能使物體獲得重量的力不只是萬有引力,還有慣性力。因為它們都是同時作用在物體的每一個質元上。所以重力的概念被提升為:能使物體獲得重量的萬有引力和慣性力的共同作用叫重力。這是提升後重力概念的深邃之處。
同一物體所受重力在不同情況下可以變化,大於正常值時稱作超重,小於正常值時稱作失重。這是重力概念提升後的明顯改觀。
此時重力概念的適用范圍遠遠地擴大,它適用於宇宙中的任何天體、人造天體和飛行器,當然包括地球。
重力並不等於地球對物體的引力。由於地球本身的自轉,除了兩極以外,地面上其他地點的物體,都隨著地球一起,圍繞地軸做近似勻速圓周運動,這就需要有垂直指向地軸的向心力,這個向心力只能由地球對物體的引力來提供,我們可以把地球對物體的引力分解為兩個分力,一個分力F1,方向指向地軸,大小等於物體繞地軸做近似勻速圓周運動所需的向心力;另一個分力G就是物體所受的重力。其中F1=mrw^2(w為地球自轉角速度,r為物體旋轉半徑),可見F1的大小在兩極為零,隨緯度減少而增加,在赤道地區為最大F1max。因物體的向心力是很小的,所以在一般情況下,可以近似認為物體的重力大小等於萬有引力的大小,即在一般情況下可以略去地球轉動的影響。其中引力的重力分量提供重力加速度,引力的向心力分量提供保持隨地球自轉的向心加速度。
㈢ 在地球上模擬太空零重力怎麼實現
人在電梯里,當電梯一個加速向下運動時,人就會感到失重,達到一個重力加速度,就會出現零重力的現象(實際還受重力)。模擬零重力常用的2個方式:
1、飛機進行拋物線飛行
失重飛機進行拋物線飛行,形成15-40秒的微重力時間,可使航天員感受、體驗和熟悉失重環境,在失重的時間里可以做各種試驗,如吃東西、喝水、穿脫衣服、閉眼與睜眼的定向運動,甚至可把一個艙體搬進機艙中,還可以進行人在失重的時間里從艙體爬出來的試驗,訓練太空的出艙活動。
2、利用水的「中性」浮力
中性浮力水槽模擬失重的原理是,當人體浸入水中時,通過增減配重和漂浮器使人體的重力和浮力相等,即「中性」浮力,獲得模擬失重的感覺和效應;但它並沒有消除重力對於人體及其組織的作用,因此,它不同於真實的失重環境。目前,這種方法主要用於對出艙活動的航天員進行訓練。一般是將1:1的航天器放入水槽中,航天員穿上改制的艙外航天服,進行出艙活動程序的模擬和技能的訓練。
㈣ 如何製造無重力空間
無重力方法是製造和利用無重力環境進行科學實驗和生產高技術產品的方法。例如,人們要製造完全均勻混合的合金,但在重力作用下,不同元素之間不可能很均勻地混合。科學家們在太空船的無重力條件下製造出了高度均勻混合的鋁鋅合金,它質輕且強度高的特性,成為製造飛機和火箭的理想材料。
隨著航天技術的發展,現已能在無重力條件下完成下列工作:生長大尺寸、無缺陷的單晶;製造極高純度的材料;分離難以分離的物質;正圓成形(像是精密軸承中的滾珠)以及疑難病症的治療等。產生無重力環境的方法有多種。
例如強磁場發生裝置可以抵消一部分重力;自由下落的氣球、飛機、火箭、人造衛星都可建立起無重力環境。但較為理想的是宇宙飛船和太空工作站,其內的溫度和氣壓使工作人員不必穿宇宙服便可方便地操作各種實驗。
(4)地球上怎麼創造無重力擴展閱讀:
重力概念需要提升、拓廣和加深,這值得認真研究。要科學地研究重力,首先要明確重力的研究環境即:研究范圍和參照系。為什麼還用參照系?因為重力概念中隱藏著運動學的加速度!這是提升重力概念時被挖掘出來的「神秘」之處。
約定研究重力要在靜力學范圍內,要以放置物體的支持物或物體自身為非慣性系。彈力、摩擦力、電場力等只作用在物體的局部,不能使物體獲得重量。
能使物體獲得重量的力不只是萬有引力,還有慣性。因為它們都是同時作用在物體的每一個質元上。所以重力的概念被提升為:能使物體獲得重量的萬有引力和慣性的共同作用叫重力。這是提升後重力概念的深邃之處。
同一物體所受重力在不同情況下可以變化,大於正常值時稱作超重,小於正常值時稱作失重。這是重力概念提升後的明顯改觀。
㈤ 在地球上如何創造無重力的環境讓宇航員進行訓練
一個辦法就是配置特殊密度的溶液,使得宇航員穿上宇航服以後,在溶液中受到的浮力與重力相當,這樣就能得到一個無重力環境,只是相對於在空氣中運動來說,在溶液中運動的阻力很大.
在地球上沒辦法獲得真正的無重力環境,嚴格來說,在哪裡都有萬有引力,沒有辦法繞過去.
那不叫無重力,是叫失重,表現是和無重力一樣的。在自由落體中是可以短暫獲得失重的,這和飛船裡面的情況其實一樣,宇航員訓練的時候有時候就會利用飛機做這方面的模擬。飛船繞地球飛行同樣沒有擺脫萬有引力,可以認為它是持續地做著「自由落體」運動.看央視的節目,宇航員到的俄羅斯的加加林航天訓練中心。利用那邊的飛機,飛到大約10000米的高空關掉引擎,以獲得短暫的失重效果來進行訓練
這個在地面上模擬不出來的,只有用飛機從高空以重力加速度向地面俯沖才能做到,重力加速度是每秒9.8米,也就是說從開始俯沖起想下的垂直加速度要以每秒鍾9.8米增加,十秒鍾後的垂直下降的速度至少是每秒98米,記住是垂直速度,飛機飛行的速度則更快,所以一般一次飛行只能產生幾分鍾的失重,時間長了飛機受不了,會失速墜毀的,因此你會發現電視里所有的模擬失重的鏡頭都是在飛機里拍的,不管是中國還是外國的,都一樣.
還有一種擇中的方法就是在水裡模擬,利用水的浮力抵消一部分重力,而且在水中還真有在太空里票行的感覺,但模擬效果不如在飛機上的好,好處是省錢.我們可以在美國拍的有關宇航員的電視里看到宇航員在水中訓練的鏡頭.
現在科技好象已經無所不能,可模擬失重卻只能這樣,沒辦法
㈥ 在地球上怎麼做到無重力啊
根據萬有引力定律
在萬有引力常數存在,地球質量和物體質量也都存在,地球質量中心與物體質量中心的距離存在並且不為零的情況下,萬有引力就不會消失,重力也就不會消失,所以物體的質量中心和地球質量中心不重合的情況下,無論人是在地表,還是極遙遠的太空地球的引力都會存在。
當r等於0,即物體處在地心處,萬有引力公式失去意義,但可以用其他方法進行理解,如果把地球一分為二,兩個部分都會對物體產生萬有引力,而這個引力將會大小相等方向相反,於是抵消了。人的重要的重力為零。
結論:在地球要做到無重力就要去地心點上,但實際上物體不能質點,只有質點才能做到在地心完全無重力,非質心的其他部位還要承受重力的影響。
在太空中有個例子,就是拉格朗日點。
拉格朗日點又稱平動點,在天體力學中是限制性三體問題的五個特解。一個小物體在兩個大物體的引力作用下在空間中的一點,在該點處,小物體相對於兩大物體基本保持靜止。這些點的存在由瑞士數學家歐拉於1767年推算出前三個,法國數學家拉格朗日於1772年推導證明剩下兩個。1906年首次發現運動於木星軌道上的小行星(見特洛依群小行星)在木星和太陽的作用下處於拉格朗日點上。在每個由兩大天體構成的系統中,按推論有5個拉格朗日點,但只有兩個是穩定的,即小物體在該點處即使受外界引力的攝擾,仍然有保持在原來位置處的傾向。每個穩定點同兩大物體所在的點構成一個等邊三角形。