失重

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物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。

产生原因[编辑]

违反直觉的是,一个不变的引力场自身是不会产生压力或拉力的。一个在这样环境中的自由落体的物体所受的重力加速度为0,并且处于失重状态。这也可被称为受0个G。

当一个引力场是不断变化的时候,自由落体的物体就会受变化的力的作用,会感受到压力。当在黑洞附近的时候,这样的力的作用十分明显。但到了地球,这些力的作用就比较小了,特别是对人体、航天飞船这些相对尺寸较少的物体来说,完全失重的感觉是依然存在的。这种情况被叫做微重力,这在绕轨飞行的航天器上十分常见。

人感受到重力是由于万有引力给人一个向下的重力加速度。假如一个人站在电梯里,电梯以9m·s−2加速度向下运动,当地的重力加速度是10m·s−2。那么,人与电梯的相对加速度就是1m·s−2。这样,人对电梯之间的压力相当于人站在地面上的1/10,人会有一种身体变轻的感觉,就是所谓的“失重”了。

当电梯以重力加速度g向下加速时,人对电梯压力等于零,人会在电梯里漂浮起来。人对支持物的压力等于零,便是所谓的“完全失重”。宇航员在空间站里便是“完全失重”的状态。

应当注意的是,人处于失重状态时,人的重力没有变化(同一地點),始终存在,只是人对支持物体的压力变化了而已,其实是人的一种错觉。

失重下的现象[编辑]

完全失重下会产生一些有趣的现象,所有物体都会飘浮在空中,液体呈完全球形,气泡在液体中不上浮。宇航员在空气中“游泳”实现移动。

失重的影响[编辑]

失重对人体有不好的影响。由于在地球上的人類经过演化,已经适应了重力条件下的生活,所以失重条件下会产生骨质疏松等病症。食物要做成牙膏状,吸入口中,以免食物残渣到处漂浮,残渣吸入鼻中或落在仪器上都会产生不良影响。

失重也使胎生動物包括人類無法正確地受孕。以人類為例,交配時血液無法順暢地使陰莖勃起,而交配後精液也無法正確地流入子宮來觸發受孕。

失重的利用[编辑]

利用失重可以制造出一些特殊的工业材料。例如呈绝对球形的滚珠,泡沫金属,特种合金等等。

参见条目[编辑]

重力

参考书目[编辑]

  • 人民教育出版社物理室. 全日制普通高级中学教材·物理 (第一册(必修)). 北京: 人民教育出版社. 2003年6月: 61–63. ISBN 7107164848. 

外部链接[编辑]