Вес и невесомость

Выше ростом

Чтобы рассказать, какие именно результаты можно получить благодаря модели «сухой» иммерсии, остановимся подробнее на серии экспериментов, посвящённых изучению болей в спине и увеличению роста космонавтов при переходе к невесомости.

Боли в спине возникают у космонавтов в первые дни полётов, а также у испытателей в условиях «сухой» иммерсии. В ходе предыдущих исследований удалось показать, что в условиях невесомости из-за изменения транспорта питательных элементов межпозвоночные диски увеличиваются, а внутри их структур накапливается жидкость. Кроме того, боль могла возникать из-за воздействия на чувствительные корешки спинного мозга в результате увеличения длины позвоночника.

Слева — изменения в позвоночнике испытателя в «сухой» иммерсии; справа — мышцы, участвующие в поддержании позы человека по В. С. Гурфинкелю / ИМБП РАН

Причиной этих нарушений, как показали исследования, проводившиеся в ГНЦ РФ — ИМБП РАН на протяжении ряда лет, может быть снижение тонуса мышц-экстензоров спины. Предположение о наличии мышц, участвующих в поддержании позы, было выдвинуто В. С. Гурфинкелем ещё в 1965 году.

Изменение тонуса в мышцах — разгибателях ног закономерно регистрировалось в предыдущих модельных исследованиях. Поэтому имелись основания предполагать, что в условиях невесомости снижается также и тонус мышц спины, которые участвуют в поддержании позы на Земле (они называются «позными»), где гравитационная нагрузка заставляет их оставаться в тонусе.

Для проверки этой гипотезы была проведена серия модельных экспериментов с «сухой» иммерсией различной длительности — от шести часов до пяти суток. При этом исследовался тонус мышц спины с определением показателей их поперечной жёсткости; параллельно средствами резонансной вибрографии, миотонометрии, магнитно-резонансной томографии изучались изменения позвоночника. Помимо этого, учёные измеряли рост человека и оценивали характер возникающего болевого синдрома.

2 апреляСкоро домой

«У меня начались последние, пятые сутки сухой иммерсии в ИМБП РАН. Самочувствие хорошее. Я почти адаптировался к условной невесомости. Завтра утром выемка и множество тестов. Сегодня их тоже хватает.

Во время иммерсии испытатели участвуют в различных экспериментах. Это и изучение болевого порога («Альгометрия»), и изменения зрения в иммерсии, и умение контролировать нагрузку сжиманием ладони («Динамометр») и нажатием ступни («Педаль»).

Многие приборы, которые сейчас в наличии, либо есть на борту МКС, либо используются перед полётом и после него для экспериментов с космонавтами.

В свободное время я слушаю музыку и читаю книгу «За пределами Земли».

В результате выяснилось, что болевой синдром не относится к корешковой боли, а носит мышечный характер, без иррадиации. Пребывание в условиях гравитационной разгрузки сопровождается снижением тонуса (или поперечной жёсткости) разгибателей спины, относящихся к группе позных мышц, причём именно в первые часы и дни этот процесс идёт особенно выраженно.

Эти же изменения приводили к увеличению роста космонавта в условиях микрогравитации. В поясничном отделе позвоночника, по данным МРТ, увеличивалась высота межпозвоночных дисков и сглаживался поясничный лордоз.

Применение средства профилактики — костюма аксиального нагружения «Пингвин» в полете / ИМБП РАН

В группе исследований, в которой применялись средства профилактики, такие как костюм аксиальной нагрузки «Пингвин» и аппаратный комплекс миостимуляции, выраженность и оценка болевого синдрома, а также увеличение роста были меньше по сравнению с группой «чистой» иммерсии без применения средств профилактики.

Состояние — невесомость

Состояние невесомости реализуется, например, is лифте, который свободно падает в поле тяготения Земли, или в космическом корабле, движущемся с неработающим двигателем в гравитационном поле. Такое состояние характерно для искусственных спутников и орбитальных космических станций. При невесомости действие на механическую систему гравитационного поля компенсируется силами инерции.

Состояние невесомости возникает тогда, когда на тело действует только сила тяжести я поэтому оно движется с ускорением свободного падения. У человека в этом случае отсутствуют внутренние ( мышечные) напряжения и поэтому он не чувствует свой вес.

Состояние невесомости реализуется, например, в лифте, который свободно падает в поле тяготения Земли, или в космическом корабле, движущемся с неработающим двигателем в гравитационном поле. Такое состояние характерно для искусственных спутников и орбитальных космических станций. При невесомости действие на механическую систему гравитационного поля компенсируется силами инерции.

Состояние невесомости наблюдается в самолете или космическом корабле при движении с ускорением свободного падения независимо от направления и значения модуля скорости их движения. За пределами земной атмосферы при выключении реактивных двигателей на космический корабль действует только сила всемирного тяготения. Под действием этой силы космический корабль и все тела, находящиеся в нем, движутся с одинаковым ускорением; поэтому в корабле наблюдается явление невесомости.

Состояние невесомости достигается в свободном полете. И спутник на орбите, и свободно летящий камень, и подпрыгнувший человек находятся в состоянии невесомости. Груз, подвешенный на нити, в свободном полете невесом и, следовательно, не натягивает нить. Легко изготовить прибор, который дает возможность наблюдать состояние невесомости.

Состояние невесомости наступает в баллистических ракетах) и космических кораблях после того, как прекратилась работа двигателей и ракета или космический корабль вышли из плотных слоев атмосферы. Вначале под действием силы тяги реактивных двигателей ( см. § 124), направленной вверх, ракета или корабль движутся с большим ускорением а и набирают вертикальную скорость.

Состояние невесомости может быть достигнуто различ-йыми способами, хотя оно ( вольно или невольно) и ассоциируется с плаванием космонавтов в кабине космического корабля.

Почему состояние невесомости на борту орбитальной станции свидетельствует о пропорциональности силы земного тяготения массе притягиваемых тел.

Определим состояние невесомости следующим образом: тело Q находится в невесомости, если равнодействующая всех внутренних сил, приложенных к любому элементу, выделенному в теле, равна нулю.

Равновесие жидкости в прямоугольном сосуде под действием силы тяжести и поверхностного натяжения.

В состоянии невесомости и на путях к этому сб-стоянию общая картина поведения жидкости совершенно меняется из-за изменения соотношения между силами поверхностного натяжения и инерционными силами.

При состоянии невесомости все точки тела имеют равные уско-рения.

В состоянии невесомости тело, находящееся под действием сил веса, сохраняет внутри космического корабля состояние равновесия или покоя относительно системы координат, связанной с космическим кораблем. Ясно, что при этом частицы тела освобождаются от взаимодействий и совершают движение относительно приближенно инерциальной системы отсчета вместе с кораблем как свободные материальные точки.

В состоянии невесомости ось ротора при условии (7.9.13) описывает в подшипниках линейчатую двухполосную коническую поверхность. При этом режиме возникают кромочные контакты цапф и подшипников, в результате чего происходит развальцовывание подшипников со стороны их наружных торцовых поверхностей.

В состоянии невесомости приобретают существенное значение силы взаимодействия между телами, которые в обычных условиях играют второстепенную роль из-за их малости по сравнению с весом.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Текст слайда:

Вес тела. Невесомость.

Цель:

дать понятие веса тела; невесомости; установить отличие веса тела от силы тяжести

Слово «вес» мы встречаем в своей жизни довольно часто. Обычно, говоря вес, мы имеем в виду его массу. Однако между этими понятиями существует огромная разница. Выясним, что означает слово «вес».

Слайд 2

Текст слайда:

Причем сила тяжести направлена из центра тела вниз к центру Земли

Мы уже знаем, что на любое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести, под действием которой, тело притягивается к ней

Слайд 3

Текст слайда:

Рассмотрим в замедленном движении падение груза на поверхность. Если отпустить тело, поднятое на некоторую высоту, то под действием силы тяжести оно начнет двигаться вниз, к центру Земли

Сила тяжести приложена к центру тела. Это движение будет продолжаться до тех пор, пока тело не достигнет поверхности

Слайд 4

Текст слайда:

Вам уже известно, какая сила возникнет в опоре и препятствует ее деформации?

Слайд 5

Текст слайда:

Это сила упругости

Сила упругости возникнет в опоре и препятствует ее деформации

Слайд 6

Текст слайда:

Движение груза прекращается, когда сила упругости уравновешивает силу, которая деформировала опору

Причем, в точке соприкосновения груз начинает взаимодействовать с опорой. В результате, деформируется не только опора, но и тело, притягиваемое Землей.

Деформированное, сжатое тело давит на опору

Слайд 7

Текст слайда:

Если тело подвешено на нити, то растягивается не только нить, но и само тело

Слайд 8

Текст слайда:

Когда груз взаимодействует с опорой, деформируется не только опора, но и тело. Деформированное, сжатое тело давит на опору

Следовательно, между грузом и опорой возникает сила называемая весом тела. Она обозначается буквой Р.

Довольно часто вес тела численно равен действующей на него силе тяжести. Например, когда тело и опора движутся прямолинейно и равномерно или неподвижны. В виде формулы это записывается так:

Слайд 9

Текст слайда:

Р=Fтяж.

Однако эта формула верна не всегда.Рассмотрим примеры. Если тело погрузить в воду, то за счет выталкивающей силы воды вес тела станет меньше силы тяжести: Р

Поднимаясь на лифте вверх, вес тела становится больше, чем сила тяжести:  

В кабине лифта Р >Fтяж.

Р >Fтяж.

Слайд 10

Текст слайда:

Все вы слышали о понятии невесомости. Космонавт в космическом корабле находится в этом состоянии, так как не испытывает земного притяжения. Вес тела равен нулю.Теперь, зная, что такое вес, попробуем найти отличия между понятиями масса тела и вес тела

Р = 0

Слайд 11

Текст слайда:

Все тела состоят из мельчайших частиц, между которыми есть промежутки. Атомы и молекулы имеют определенную конечную массу, сумма всех этих масс и будет массой тела. Масса тела будет понятием постоянным, не имеющим направления.Вес — это сила, которая имеет направление, приложена к опоре или подвесу и может изменяться

Как видите, понятия «масса» и «вес» описывают различные физические величины

Вес тела — это сила, с которой тело, вследствие притяжения земли действует на опору или подвес.

Слайд 12

Текст слайда:

Вес, как любая сила, имеет направление. Она может быть изображена на рисунке в виде вектора. Масса – скалярная величина, направления не имеет. В определенных условиях вес может изменяться: например, при погружении в жидкость или в космическом путешествии. Масса своего значения не меняет

Слайд 13

Текст слайда:

Итог урока1. Какие моменты урока для вас были наиболее интересными?2.Что показалось наиболее трудным на уроке?3.Успешно ли применение обучающих структур на уроках физики?

В теории гравитации есть пробелы — и это факт!

Любая теория несовершенна, теория гравитации не исключение

Теория гравитации несовершенна, но некоторые из её пробелов с Земли незаметны. Например, согласно теории, сила гравитации Солнца должна быть сильнее на Луне, чем на Земле, но тогда бы Луна вращалась вокруг Солнца, а не вокруг Земли. Понаблюдав за движением Луны на ночном небе, мы можем совершенно точно определить, что она вращается вокруг Земли. В школе нам также рассказывали об Исааке Ньютоне, который обнаружил пробелы в теории гравитации. Он также ввёл новый математический термин «флюксия», из которого позже развил теорию гравитации. Понятие «флюксия» может показаться незнакомым, сегодня её называют «функция». Так или иначе, все мы изучаем функции в школе, но и они не без изъянов. Поэтому вполне вероятно, что в ньютоновских «доказательствах» теории гравитации тоже не всё так гладко.

Звук в воздухе и в воде распространяется с разной скоростью

Звук распространяется на разных скоростях в зависимости от того, через что он проходит. Из трех сред (газ, жидкость и твердое тело) звуковые волны проходят через газы медленнее, быстрее через жидкости и быстрее всего через твердые частицы. Температура также влияет на скорость звука.

Скорость звука зависит от свойств среды, через которую он проходит. Когда мы смотрим на свойства газа, мы видим, что только когда молекулы сталкиваются друг с другом, могут происходить разрежения звуковой волны. Таким образом, имеет смысл сказать, что скорость звука имеет тот же порядок величины, что и средняя молекулярная скорость между столкновениями.

В газе особенно важно знать температуру. Это связано с тем, что при более низких температурах молекулы сталкиваются чаще, что дает звуковой волне больше шансов быстро перемещаться

При замерзании (0° Цельсия) звук распространяется по воздуху со скоростью 331 метр в секунду (около 740 миль в час). Но при 20°C комнатная температура, звук распространяется со скоростью 343 метра в секунду (767 миль в час).

Звук распространяется в жидкостях быстрее, чем в газах, потому что молекулы плотнее упакованы. В пресной воде звуковые волны движутся со скоростью 1482 метра в секунду (около 3315 миль в час). Это более чем в 4 раза быстрее, чем в воздухе!

Несколько обитающих в океане животных полагаются на звуковые волны, чтобы общаться с другими животными и находить пищу и препятствия. Причина, по которой они могут эффективно использовать этот метод связи на больших расстояниях, заключается в том, что в воде звук распространяется намного быстрее.

Вес и невесомость. Опыты

Подробности
Просмотров: 386

06.2012

ОПЫТЫ С НЕВЕСОМОСТЬЮ
Вес и сила тяжести не одно и то же. Сила тяжести приложена к самому телу, а вес — сила, приложенная к опоре, на которой тело лежит, или к подвеске, на которой оно висит. Если тело падает, а падает оно под действием силы тяжести, то оно перестает давить на опору или оттягивать подвеску. А это значит, что вес исчез — наступила невесомость.
На Земле очень часто приходится встречаться с явлением если не полной невесомости, то частичной потери веса, но земных условиях она продолжается очень недолго.
Особенно заметна частичная потеря веса в момент начала опускания лифта.
А на качелях? Когда качели опускаются, происходит тоже частичная потеря веса.

При занятиях водным спортом, при прыжках с вышки в воду или при прыжках на батуте, когда гимнаст парит в воздухе, наступает состояние полной потери веса, полной невесомости.

Даже просто подпрыгнув, вы на пару секунд оказываетесь в невесомости. Каждый прыжок — это несколько секунд невесомости.
Но самое продолжительное состояние периодической потери веса наступает во время шторма на море. Когда палуба «уходит из-под ног», наступает потеря веса, многие переносят это с трудом и заболевают «морской» болезнью.Опыт 1
Что произойдет с пружинными весами, которыми измеряют вес, если они падают вместе с подвешенным к ним грузом? Они будут показывать отсутствие веса, их стрелка будет стоять на нуле.
Возьмите пружинные весы, приделайте на шкале над стрелкой хомутик из узкой полоски жести, чтобы он мог скользить по шкале, подвесьте на крючок весов какой-нибудь груз весом в два килограмма и передвиньте хомутик вниз до стрелки.

Держа весы в руке, быстро опустите их вместе с подвешенным к ним грузом. Движение вниз должно быть быстрым, ускоренным, оно должно имитировать падение весов и груза. После опускания весов стрелка будет показывать тот же самый вес. Но хомутик окажется сдвинутым на нулевое деление шкалы. Это значит, что во время быстрого опускания весов и груза груз ничего не весил, был в состоянии невесомости, и стрелка, поднявшись
до нуля, сдвинула хомутик к нулю, где он и остался.Опыт 2
Проделайте другой опыт. Возьмите две нераспечатанные металлические банки консервов разных размеров. Поставьте одну банку на другую, чтобы донышко одной вошло в донышко другой. Между банками положите полоску бумаги так, чтобы наружу торчал ее конец. Если вы потянете за этот конец, то не сможете легко вытянуть плотно зажатую между банками бумагу, чтобы ее вытянуть, надо затратить некоторое усилие.

А теперь расстелите на полу тряпки, чтобы не повредить ни пол, ни банки, и проделайте следующее. Одной рукой держите за конец бумаги, которая зажата между банками, а другой рукой обе банки, поставленные одна на другую. Отпустите банки. Падая, они становятся невесомыми, и бумага легко выскальзывает из них.НЕВЕСОМАЯ ВОДА
Возьми пустую консервную банку и пробей в ней три отверстия: одно внизу в донышке и два сверху по бокам, чтобы привязать веревку, как ручку.
Налей в банку воды и подними ее за веревку. Пока никаких чудес не происходит: вода исправно льется струйкой из дырочки в дне. Ведь она имеет вес и стремится упасть вниз, и дырочка дает ей эту возможность.
А теперь подними банку повыше и, внимательно глядя на струйку, выпусти веревку из рук.
Бах!
Банка грохнулась на землю. Но ты успел заметить: пока она падала, струйка не текла.
Вода в падающей банке была невесомой! КАК УМЕНЬШИТЬ СВОЙ ВЕС
Быстро уменьшить свой вес можно без сауны и диеты, одним только несложным упражнением.
Если есть у тебя дома пружинные напольные весы, встань на них и сделай приседание. В момент приседания весы показывают меньший вес! Ну да, ведь падающее тело теряет вес. Теряет полностью, если оно оборвалось и падает свободно. А ты ведь не совсем падаешь, а только быстро опускаешься. Вот и вес твой теряется не совсем, не полностью, а только уменьшается.

Можно подобным об разом и «поправиться». Стоя на весах, быстро подними руки. В момент движения весы покажут больший вес.
Такой «опыт» ты можешь наблюдать ив продовольственном мага­зине. Когда продавец кладет товар на стрелочные весы, стрелка сначала отклоняется сильнее, показывает больший вес. Этим иногда пользуются недобросовестные продавцы для обмана покупателя. Швырнут товар на весы — стрелка покажет больше истинного веса. Потом она, успокоившись, вернулась бы к правильному показа­нию. Но продавец поспешно снимает товар с весов и ловко его заворачивает. Продавцу, видите ли, некогда: его другие покупатели ждут!..

Следующая страница «Сила упругости. Опыты»

Назад в раздел «Простые опыты»

Кружка Пифагора

В магазинах сувениров Греции можно приобрести удивительный сосуд под названием «Кружка Пифагора», в который жидкость можно налить только до указанной отметки, иначе – все вытекает наружу и пить ничего не остается. Такое удивительное явление наблюдается благодаря размещенному по центру сосуда изогнутому каналу, который имеет два выхода: один открытый со стороны дна, а второй – с выходом внутрь. Жидкость выливается согласно закону физики о сообщающихся сосудах, который был открыт Паскалем.

Считается, что Пифагор изобрел кружку, чтобы ограничить употребление вина и «наказывать» тех, кто не знает меры.

Невесомость на Земле


Траектория маневра для достижения невесомости

Астронавты Проекта Меркури на борту C-131 Samaritan, 1959

Питер Диамандис в состоянии невесомости на борту самолёта компании Zero Gravity

На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолёта по баллистической траектории, то есть такой траектории, по которой летел бы самолёт под воздействием одной лишь силы земного притяжения. Эта траектория при небольших скоростях движения получается параболой, из-за чего её иногда ошибочно называют «параболической». В общем случае траектория представляет собой эллипс или гиперболу.

Такие методы применяются для тренировки космонавтов в России и США. В кабине пилота на нитке подвешен шарик, который обычно натягивает нитку вниз (если самолёт покоится, либо движется равномерно и прямолинейно). Отсутствие натяжения нити, на которой висит шарик, свидетельствует о невесомости. Таким образом, пилот должен управлять самолётом так, чтобы шарик висел в воздухе без натяжения нити. Для достижения этого эффекта самолёт должен иметь постоянное ускорение равное g и направленное вниз. Другими словами, пилоты создают нулевую перегрузку. Длительно такую перегрузку (до 40 секунд) можно создать, если выполнить специальную фигуру пилотажа «провал в воздухе». Пилоты резко начинают набор высоты, выходя на «параболическую» траекторию, которая заканчивается таким же резким сбросом высоты. Внутри фюзеляжа имеется камера, в которой тренируются будущие космонавты, она представляет собой полностью обитую мягким покрытием пассажирскую кабину без кресел, чтобы избежать травм как в моменты невесомости, так и в моменты перегрузок.

Подобное чувство невесомости (частичной) человек испытывает при полётах рейсами гражданской авиации во время посадки. Однако в целях безопасности полёта и из-за большой нагрузки на конструкцию самолёта, любой рейсовый самолёт сбрасывает высоту, совершая несколько протяженных спиральных витков (с высоты полёта в 11 км до высоты захода на посадку порядка 1-2 км). То есть спуск производится в несколько заходов, во время которых пассажир на несколько секунд ощущает, что его немного отрывает от кресла вверх. Это же чувство испытывают и автомобилисты, знакомыми с трассами, проходящими по крутым холмам, когда машина начинает съезжать с верхушки вниз.

Утверждения, что самолёт для создания кратковременной невесомости выполняет фигуры высшего пилотажа типа «петли Нестерова» — не более чем миф. Тренировки выполняются в слегка модифицированных серийных пассажирских или грузовых самолётах, для которых фигуры высшего пилотажа и подобные режимы полёта являются закритическими и могут привести к разрушению машины в воздухе или быстрому усталостному износу несущих конструкций.

Состояние невесомости можно ощутить в начальный момент свободного падения тела в атмосфере, когда сопротивление воздуха ещё невелико.

Существует несколько самолётов, способных проводить полёты с достижением состояния невесомости без вылета в космос. Технология используется как для тренировок космическими агентствами, так и для коммерческих полётов частных лиц. Подобные полёты проводят американская авиакомпания Zero Gravity, Роскосмос (на Ил-76 МДК c 1988 года, полёты также доступны для частных лиц), NASA (на Boeing KC-135) , Европейское космическое агентство (на Airbus A-310)
Типичный полёт продолжает около полутора часов. В течение полёта проводятся 10-15 сессий невесомости, для достижения которых самолёт совершает крутое пике. Длительность каждой сессии невесомости около 25 секунд. Более 15000 человек совершили полёты по состоянию на ноябрь 2017 года. Многие известные люди совершили полёты в невесомости на борту самолёта, в их числе: Баз Олдрин, Джон Кармак, Тони Хоук, Ричард Брэнсон, Артемий Лебедев. Стивен Хокинг также совершил короткий полёт 26 апреля 2007 года.

Какова микрогравитация на вкус?

Когда вы впервые окажетесь в состоянии невесомости, вы почувствуете следующее:

— тошнота;

— дезориентация;

— головная боль;

— потеря аппетита;

— запор;

— еще кое-что…

Чем дольше вы будете оставаться в условиях микрогравитации, тем слабее будут ваши мышцы и кости. Эти ощущения будут вызваны различными изменениями в системах вашего организма. Давайте подробно рассмотрим, как тело реагирует на невесомость.

Космическая болезнь

Тошнота и дезориентация, которая на вкус как сосущее чувство в желудке, когда автомобиль «летит» вниз по трассе или вас подхватывает на карусели. Только на борту корабля это чувство будет длиться несколько дней. Это чувство космической болезни, слабость моторики, когда ваш мозг получает противоречивую информацию от вестибулярных органов, расположенных в вашем внутреннем ухе. Ваши глаза видят, куда двигаться вверх и вниз в корабле, но ваша вестибулярная система полагается на силу тяжести, определяя направления, что не работает в невесомости. Поэтому ваши глаза могут говорить мозгу, что вы движетесь сверху вниз, но мозг этого не поймет. Это вызывает дезориентацию и тошноту, что может привести к потере аппетита и рвоте. К счастью, спустя несколько дней мозг адаптируется и начнет реагировать исключительно на визуальные сигналы. Таблетки тоже помогут.

Одутловатое лицо и куриные лапки

В условиях микрогравитации ваше лицо будет одутловатым, а пазухи — перегруженными, что вызовет головную боль и нарушение моторики. На Земле это можно почувствовать, если стоять вверх ногами — кровь приливает к голове.

На Земле гравитация притягивает вашу кровь, в результате чего значительные ее объемы скапливаются в венах ног. Как только вы окажетесь в условиях микрогравитации, кровь сдвинется из ваших ног в грудь и голову. Лицо опухнет, а ноги, наоборот, уменьшатся в размерах.

Когда кровь переходит в грудь, сердце увеличивается в размерах и качает больше крови с каждым ударом. Почки отвечают на этот увеличенный кровоток производством большего количества мочи, будто вы выпили большой стакан воды. Кроме того, увеличение кровотока снижает уровень секреции гипофизом антидиуретического гормона (АДГ), что уменьшает жажду. Вы не будете хотеть пить столько же воды, сколько на Земле. В совокупности эти два фактора помогут вашей груди и голове избавиться от лишней жидкости за несколько дней, а поток жидкости вашего тела нормализуется (для космических условий). По возвращении на Землю, вы будете больше пить и чувствовать усталость, но это пройдет.

Космическая анемия

По мере того, как ваши почки выводят лишнюю жидкость, они также уменьшают секрецию эритропоэтина — гормона, стимулирующего производство красных кровяных тел клетками костного мозга. Снижение производства красных кровяных клеток сопровождается уменьшением объема плазмы, поэтому гематокрит (процент объема крови, занимаемого красными кровяными телами) такой же, как на Земле. По возвращении на Землю, ваш уровень эритропоэтина будет расти, так же как и количество красных кровяных тел.

Слабые мышцы

Когда вы находитесь в условиях микрогравитации, ваше тело принимает позу «зародыша»: вы немного сгибаетесь, ваши руки и ноги также принимают полусогнутое состояние. В таком положении вы не используете многие мышцы, особенно те, которые помогают вам поддерживать осанку (антигравитационные мышцы). По мере пребывания на борту МКС, ваши мышцы меняются. Их масса уменьшается, что приводит к «куриным лапкам». Ваше тело больше не нуждается в мышцах, которые медленно сокращаются, вроде тех, что используются в положении стоя. Нужны быстро сокращающиеся волокна, чтобы быстрее передвигаться по станции. Чем больше вы остаетесь на МКС, тем меньше у вас будет мышечной массы. Потеря мышечной массы ослабляет вас, и это, между прочим, является серьезной проблемой для длительных полетов, особенно после возвращения на Землю.

Остеопсатироз

На Земле ваши кости поддерживают вес вашего тела. Размер и масса костей тщательно сбалансированы. В условиях микрогравитации вашим костям больше не нужно поддерживать ваше тело, поэтому все ваши кости, особенно несущие, в районе бедер, ляжек и нижней части спины, используются меньше, чем на Земле. Размер и масса костей в невесомости уменьшаются примерно на 1% в месяц. В результате по возвращении на Землю они просто могут разрушиться. Неизвестно, каков процент восстанавливаемых костей после возвращения на Землю, но он точно не равен 100. Именно эта проблема вносит ограничения на время пребывания в космосе.

В дополнение к слабым костям, концентрация кальция в крови приводит к болезни почек, которым нужно этот избыточный кальций выводить. Могут образоваться камни в почках.

Жидкие, газообразные и твердые тела всегда при нагревании расширяются

Когда к веществу добавляется тепло, молекулы и атомы вибрируют быстрее. Когда атомы вибрируют быстрее, пространство между атомами увеличивается.

Движение и расстояние между частицами определяет состояние вещества. Конечный результат увеличения молекулярного движения состоит в том, что объект расширяется и занимает больше места.

Однако масса объекта остается прежней. Твердые вещества, жидкости и газы расширяются при добавлении тепла. Когда тепло покидает все вещества, молекулы вибрируют медленнее. Атомы могут сблизиться, что приводит к сжатию вещества. Опять масса не изменилась.

Вариант №2

Невесомость представляет собой состояние, при котором вес тела равняется нулю. Именно вес, так как масса предмета, при любом условии, остаётся неизменной. Обусловлено это отдалением от зоны действия земной гравитации и отсутствием таких факторов, как сил тяжести, сила сопротивления и реакция плоскости. Все тела начинают двигаться с одинаковым ускорением, поэтому человек, находящийся в космосе не чувствует тяжесть собственного тела, становиться невесомым, предметы, выпущенные в невесомость, не могут столкнуться и упасть, так так пол, стены и все окружение движется с той же скоростью, что и они.

Для нас невесомость — не природная стихия, соответственно неблагоприятно сказываться на организме в целом. Снижается  мышечный тонус, не используясь по своему назначению мышцы выключаться, что может привести к их атрофированию Слабеют кости из-за нарушения фосфорного обмена. Нарушается работа кровеносной системы — сердцу, как главному насосу, нет необходимости с прежней силой продавливать кровь по сосудам, доставляя ее к мозгу. Все это называется синдромом космической адаптации. Только при правильной организации деятельности в невесомости, а именно заблаговременная подготовка космонавтов к невесомости в космических лабораториях, специальные физические нагрузки и медикаменты, возможно избежать пагубного ее воздействия.

Невесомость — это не только космос и внеземное пространство, любой, свободно падающий предмет, некоторой время находится в состоянии невесомости. Человеку же достаточно подпрыгнуть, и отрезок времени между отрывом и приземлением обратно на землю и будет невесомость. Также чувство невесомости, как побочное явление ощущается при полетах на гражданских самолётах. Но, так как, это состояние опасно для неподготовленного человека, пилоты, во избежание осуществляют посадку постепенно сбрасывая высоту, как бы опускаясь по ступеням. Подобное чувство известно и гонщикам на спортивных соревнованиях.

На межорбитальных станциях уделяют огромное внимание изучению и организации быта космонавтов в состоянии невесомости. Например, чтобы избежать застоя углекислого газа, накапливаемого при дыхании, устанавливают большое количество вентиляторов, которые перемешивают его с кислородом

В настоящее время для подготовки космонавтов к выходу в космос существуем несколько способов. Как и раньше, большинство из них тренируются в космических лабораториях. Это переоборудованный самолёт, движущийся по баллистической траектории. Такой способ тренировки позволяет космонавтам до 40 секунд погружаться в состояние невесомости, отрабатывая необходимые навыки.

Российская компания Росскосмос и ряд других, производят самолёты, способные осуществлять полеты достигая состояния невесомости, не выходя в космос. За время полета, а это обычно полтора часа, пилот проводит около десяти сессий по 25 секунд невесомости. Процесс довольно дорогостоящий, но тем не менее, позволяет желающему, не выходя в космическое пространство, очутится в невесомости.

По физике 7, 9, 10 класс кратко

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий