हे काय आहे - वजनहीनता? "वजनहीनता भौतिकशास्त्र" या विषयावर सादरीकरण वजनहीनता या विषयावरील संदेश

कोणतेही शरीर पृष्ठभागावर, आधारावर किंवा निलंबनावर कार्य करते ते बल म्हणून वजन. पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे वजन निर्माण होते. संख्यात्मकदृष्ट्या, वजन गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीइतके असते, परंतु नंतरचे वजन शरीराच्या वस्तुमानाच्या केंद्रस्थानी लागू केले जाते, तर वजन आधारावर लागू केले जाते.

वजनहीनता - शून्य वजन, गुरुत्वाकर्षण शक्ती नसल्यास उद्भवू शकते, म्हणजेच, शरीर त्याला आकर्षित करू शकणाऱ्या मोठ्या वस्तूंपासून पुरेसे दूर आहे.

आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानक पृथ्वीपासून 350 किमी अंतरावर आहे. या अंतरावर, गुरुत्वाकर्षणाचा प्रवेग (g) 8.8 m/s2 आहे, जो ग्रहाच्या पृष्ठभागापेक्षा फक्त 10% कमी आहे.

सरावात हे क्वचितच दिसून येते - गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव नेहमीच असतो. ISS वरील अंतराळवीर अजूनही पृथ्वीवर प्रभावित आहेत, परंतु तेथे वजनहीनता आहे.

वजनहीनतेचे आणखी एक प्रकरण उद्भवते जेव्हा गुरुत्वाकर्षणाची इतर शक्तींद्वारे भरपाई केली जाते. उदाहरणार्थ, ISS गुरुत्वाकर्षणाच्या अधीन आहे, अंतरामुळे किंचित कमी झाले आहे, परंतु स्टेशन देखील एस्केप वेगाने वर्तुळाकार कक्षेत फिरते आणि केंद्रापसारक शक्ती गुरुत्वाकर्षणाची भरपाई करते.

पृथ्वीवरील वजनहीनता

वजनहीनतेची घटना पृथ्वीवर देखील शक्य आहे. प्रवेगच्या प्रभावाखाली, शरीराचे वजन कमी होऊ शकते आणि अगदी नकारात्मक देखील होऊ शकते. भौतिकशास्त्रज्ञांनी दिलेले उत्कृष्ट उदाहरण म्हणजे पडणारी लिफ्ट.

जर लिफ्ट प्रवेग सह खाली सरकली तर लिफ्टच्या मजल्यावरील दाब आणि त्यामुळे वजन कमी होईल. शिवाय, जर प्रवेग गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रवेगाइतका असेल, म्हणजे, लिफ्ट खाली पडली, तर शरीरांचे वजन शून्य होईल.

जर लिफ्टच्या हालचालीचा प्रवेग गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रवेगपेक्षा जास्त असेल तर नकारात्मक वजन दिसून येते - आतील शरीरे केबिनच्या कमाल मर्यादेला "चिकटून" राहतील.

अंतराळवीर प्रशिक्षणामध्ये वजनहीनतेचे अनुकरण करण्यासाठी हा प्रभाव मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. ट्रेनिंग चेंबरने सुसज्ज असलेले विमान बऱ्यापैकी उंचीवर जाते. त्यानंतर ते बॅलिस्टिक मार्गावरून खाली उतरते, खरेतर, यंत्र पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून खाली येते. 11 हजार मीटरवरून डायव्हिंग करताना, तुम्हाला 40 सेकंद वजनहीनता मिळू शकते, जी प्रशिक्षणासाठी वापरली जाते.

असा एक गैरसमज आहे की असे लोक वजनहीनता प्राप्त करण्यासाठी "नेस्टेरोव्ह लूप" सारख्या जटिल आकृत्या करतात. खरं तर, सुधारित उत्पादन प्रवासी विमाने, जी जटिल युक्ती करण्यास असमर्थ आहेत, प्रशिक्षणासाठी वापरली जातात.

शारीरिक अभिव्यक्ती

आधाराच्या प्रवेगक हालचाली दरम्यान वजन (पी) चे भौतिक सूत्र, मग ते पडणारी चोळी असो किंवा डायव्हिंग विमान, खालीलप्रमाणे आहे:

जेथे मी शरीराचे वस्तुमान आहे,
g - फ्री फॉल प्रवेग,
a म्हणजे सपोर्टचा प्रवेग.

जेव्हा g आणि a समान असतात, P=0, म्हणजेच वजनहीनता प्राप्त होते.

आपण अशा काळात राहतो जेव्हा पृथ्वीभोवती, चंद्रावर आणि सौर मंडळाच्या इतर ग्रहांवर अंतराळ यानाची उड्डाणे आता आश्चर्यकारक नाहीत. आम्हाला माहित आहे की उड्डाण दरम्यान, अंतराळवीर आणि स्पेसशिपवरील सर्व वस्तू एका विशेष स्थितीत असतात ज्याला वजनहीनतेची स्थिती म्हणतात. हे कोणत्या प्रकारचे राज्य आहे आणि ते पृथ्वीवर पाहिले जाऊ शकते? वजनहीनता ही एक जटिल शारीरिक घटना आहे. ते समजून घेण्यासाठी, आपल्याला भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासक्रमातून काहीतरी लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे.

तर, शरीराच्या वजनाचा अर्थ असा होतो की शरीर ज्या शक्तीने, पृथ्वीच्या आकर्षणामुळे, आधारावर दाबते.

कल्पना करा की आधार आणि शरीर मुक्तपणे पडत आहेत. शेवटी, आधार देखील एक शरीर आहे ज्यावर गुरुत्वाकर्षण कार्य करते. या प्रकरणात शरीराचे वजन काय असेल: शरीर कोणत्या शक्तीने आधारावर कार्य करेल?

चला एक प्रयोग करूया. चला एक लहान शरीर घेऊ आणि त्यास एका स्थिर समर्थनाशी जोडलेल्या स्प्रिंगमधून लटकवू. गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली, शरीर खालच्या दिशेने जाऊ लागते, म्हणून वसंत ऋतू पसरते जोपर्यंत त्यात एक लवचिक शक्ती निर्माण होत नाही, जी गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीला संतुलित करते. जर तुम्ही स्प्रिंग आणि शरीराला धरलेला धागा कापला तर स्प्रिंग आणि शरीर पडेल. आपण पाहू शकता की शरद ऋतूतील, वसंत ऋतूतील तणाव अदृश्य होतो आणि तो त्याच्या मूळ आकारात परत येतो.

काय होते? जेव्हा शरीरासह स्प्रिंग पडते तेव्हा ते अखंड राहते. म्हणजेच, पडणारे शरीर त्याच्याबरोबर पडणाऱ्या स्प्रिंगवर कार्य करत नाही. या प्रकरणात, शरीराचे वजन शून्य आहे, परंतु शरीर आणि स्प्रिंग पडतात, याचा अर्थ गुरुत्वाकर्षण शक्ती अजूनही त्यांच्यावर कार्य करते.

त्याच प्रकारे, शरीर आणि ज्या स्टँडवर शरीर आहे ते जर मुक्तपणे पडले तर शरीर स्टँड किंवा आधारावर दबाव टाकणे थांबवेल. या प्रकरणात, शरीराचे वजन शून्य असेल.

अंतराळयान आणि उपग्रहांवरही अशाच घटना पाहायला मिळतात. पृथ्वीभोवती फिरणारा उपग्रह, अंतराळवीर आणि उपग्रहाच्या आत असलेले सर्व शरीर सतत फ्री फॉलमध्ये असतात (ते पृथ्वीवर पडतात असे दिसते). याचा परिणाम म्हणून, पतन दरम्यान शरीर आधारावर दबाव आणत नाही आणि वसंत ऋतु ताणत नाही. अशी शरीरे वजनहीन स्थितीत (“वजन नाही”, वजन शून्य) असल्याचे म्हटले जाते.

अंतराळ यानात सुरक्षित नसलेले मृतदेह मुक्तपणे “फ्लोट” करतात. भांड्यात ओतलेले द्रव भांड्याच्या तळाशी आणि भिंतींवर दाबत नाही, त्यामुळे ते भांड्याच्या छिद्रातून बाहेर पडत नाही. घड्याळाचे पेंडुलम ते ज्या स्थितीत सोडले जातात त्या स्थितीत विश्रांती घेतात. अंतराळवीराला त्याचा हात किंवा पाय एका विस्तारित स्थितीत ठेवण्यासाठी कोणत्याही प्रयत्नांची आवश्यकता नाही. कुठे वर आहे आणि कुठे खाली आहे याची त्याची कल्पना नाहीशी होते. जर तुम्ही सॅटेलाइट केबिनच्या सापेक्ष बॉडी स्पीड दिल्यास, तो इतर शरीरांशी टक्कर येईपर्यंत तो सरळ आणि एकसारखा हलतो.

blog.site, पूर्ण किंवा अंशतः सामग्री कॉपी करताना, मूळ स्त्रोताची लिंक आवश्यक आहे.

« भौतिकशास्त्र - 10वी इयत्ता"

गुरुत्वाकर्षणाची व्याख्या लक्षात ठेवा. ती गायब होऊ शकते का?

आपल्याला माहित आहे की, गुरुत्वाकर्षण ही शक्ती आहे ज्याद्वारे पृथ्वी त्याच्या पृष्ठभागावर किंवा या पृष्ठभागाच्या जवळ असलेल्या शरीराला आकर्षित करते.

शरीराचे वजनहे शरीर क्षैतिज आधारावर कार्य करते किंवा निलंबन ताणते त्या शक्तीला म्हणतात.

वजन ही कोणत्याही विशिष्ट स्वरूपाची शक्ती नाही. हे नाव लवचिक शक्तीच्या प्रकटीकरणाच्या विशेष प्रकरणात दिले जाते.

वजन थेट स्प्रिंग स्केल पॅनवर कार्य करते आणि स्प्रिंग ताणते; या शक्तीच्या प्रभावाखाली लीव्हर स्केलचे जू फिरते.
हे एका साध्या उदाहरणाने स्पष्ट करू.

शरीर A ला क्षैतिज आधार B वर असू द्या (चित्र 3.9), जे स्केल पॅन म्हणून काम करू शकते.
आम्ही गुरुत्वाकर्षणाचे बल 1 ने दर्शवतो आणि आधारावर (वजन) शरीराच्या दाबाचे बल 1 ने दर्शवतो.
न्यूटनच्या तिसऱ्या नियमानुसार ग्राउंड रिॲक्शन फोर्सचे मापांक वजन 1 च्या मापांकाइतके आहे.

बल वजन 1 च्या विरुद्ध दिशेने निर्देशित केले जाते
ग्राउंड रिॲक्शन फोर्स आधारावर नव्हे तर त्यावर स्थित शरीरावर लागू केले जाते.

गुरुत्वाकर्षण शक्ती पृथ्वीशी शरीराच्या परस्परसंवादामुळे असते, तर वजन 1 पूर्णपणे भिन्न परस्परसंवादाच्या परिणामी दिसून येते - शरीर A आणि समर्थन B च्या परस्परसंवादामुळे.
म्हणून, वजनामध्ये अशी वैशिष्ट्ये आहेत जी गुरुत्वाकर्षणापासून लक्षणीय भिन्न आहेत.

वजनाचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचे मूल्य समर्थन ज्या प्रवेगने हलते त्यावर अवलंबून असते.

जेव्हा शरीरे ध्रुवापासून विषुववृत्तावर हस्तांतरित केली जातात, तेव्हा त्यांचे वजन बदलते, कारण पृथ्वीच्या दैनंदिन परिभ्रमणामुळे, शरीरासह स्केलमध्ये विषुववृत्तावर केंद्राभिमुख प्रवेग असतो.
न्यूटनच्या दुसऱ्या नियमानुसार, विषुववृत्तावर असलेल्या शरीरासाठी, आपल्याकडे आहे



जेथे N ही शरीराच्या वजनाइतकी ग्राउंड रिऍक्शन फोर्स आहे.

ध्रुवावर, शरीराचे वजन गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीइतके असते. अर्थात, ध्रुवावर शरीराचे वजन विषुववृत्तापेक्षा जास्त असते.

चला एका सोप्या केसवर लक्ष केंद्रित करूया.
प्रवेगसह हलणाऱ्या लिफ्टमध्ये शरीर स्प्रिंग स्केलवर असू द्या.
न्यूटनच्या दुसऱ्या नियमानुसार

पृथ्वीशी संबंधित संदर्भ प्रणालीचा समन्वय अक्ष OY अनुलंब खाली दिशेने निर्देशित करू.
या अक्षावर प्रक्षेपणात शरीराच्या गतीचे समीकरण लिहू:


ma y = F y + N y.


जर प्रवेग खालच्या दिशेने निर्देशित केला असेल, तर, व्हेक्टरचे प्रक्षेपण त्यांच्या मॉड्यूल्सच्या संदर्भात व्यक्त केल्यास, आपल्याला ma = F - N मिळते. N = F 1 पासून, नंतर ma = F - F 1.
येथून हे स्पष्ट होते की केवळ a = 0 वर वजन हे शरीर ज्या शक्तीने पृथ्वीकडे आकर्षित होते त्याच्या बरोबरीचे असते (F 1 = F). जर a ≠ 0 असेल, तर F 1 = F - ma = m(g - a).

शरीराचे वजन हे आधार ज्या प्रवेगने हलते त्यावर अवलंबून असते आणि या प्रवेगाचे स्वरूप गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रवेगातील बदलासारखे असते.
जर, उदाहरणार्थ, लिफ्टला मुक्तपणे पडणे भाग पडले, म्हणजे a = g, तर F 1 = m(g - g) = 0, शरीर वजनहीन अवस्थेत आहे.

शरीरासाठी वजनहीनतेच्या अवस्थेची सुरुवात म्हणजे शरीर आधारावर दाबत नाही आणि म्हणूनच, समर्थनाच्या प्रतिक्रिया शक्तीने प्रभावित होत नाही; ते केवळ गुरुत्वाकर्षण शक्तीच्या प्रभावाखाली पृथ्वीच्या दिशेने फिरतात.

वजनहीनतेचे स्वरूप लिफ्टमधील शरीरासाठी आणि उपग्रहातील शरीरांसाठी समान आहे का?

वजनहीनतेचे यांत्रिक सार हे आहे की मुक्त पडण्याच्या प्रवेगसह पृथ्वीच्या सापेक्ष एका संदर्भ फ्रेममध्ये, पृथ्वीवरील गुरुत्वाकर्षणामुळे उद्भवलेल्या सर्व घटना अदृश्य होतात.

अनेक वेळा प्रयोग केले गेले ज्यामध्ये वजनहीनतेची स्थिती निर्माण झाली. उदाहरणार्थ, विमान वेग वाढवते आणि एका विशिष्ट क्षणापासून प्रारंभ करून, पॅराबोलासह काटेकोरपणे फिरते, जो हवेच्या अनुपस्थितीत असेल.

त्याच वेळी, केबिनमध्ये असामान्य घटना पाहिल्या जातात: पेंडुलम एका विचलित स्थितीत गोठतो, काचेच्या बाहेर शिंपडलेले पाणी मोठ्या गोलाकार थेंबाच्या रूपात हवेत लटकते आणि त्यापुढील इतर सर्व वस्तू, त्यांच्या वस्तुमानाची पर्वा न करता आणि आकार द्या, गोठवा, जणू अदृश्य धाग्यांवर निलंबित करा.

अंतराळयान कक्षेत फिरताना त्याच्या केबिनमध्येही असेच घडते.
पृथ्वीच्या वरच्या उंचीवर जवळजवळ कोणतीही हवा नसते, म्हणून ऑपरेटिंग इंजिनद्वारे त्याच्या प्रतिकाराची भरपाई करण्याची आवश्यकता नाही.
आणि फ्लाइट एक मिनिट नाही तर बरेच दिवस टिकते.

मुख्यपृष्ठ > गोषवारा

RF चे शिक्षण आणि विज्ञान मंत्रालय

महानगरपालिका शैक्षणिक संस्था माध्यमिक शाळा क्र. 4 I.S च्या नावावर काळाविषयावरील भौतिकशास्त्रावरील गोषवारा: वजनहीनता

काम पूर्ण झाले:

माध्यमिक शाळेतील विद्यार्थी क्र. 4

10 "बी" वर्ग ख्लुसोवा अनास्तासिया

पर्यवेक्षक:

लेबेदेवा नताल्या युरीव्हना

भौतिकशास्त्राचे शिक्षक

परिचय

धडा 1. शरीराचे वजन आणि वजनहीनता

१.१. शरीराचे वजन

१.२. प्रवेग सह हलणारे शरीराचे वजन

१.३. वजनहीनता

१.४. हे मनोरंजक आहे

१.४.१. शून्य गुरुत्वाकर्षणात ज्वाला

धडा 2. माणूस आणि वजनहीनता

२.२. शून्य गुरुत्वाकर्षणात ऑपरेशन

२.३. पृथ्वीवरील अवकाशातील घडामोडींचा वापर

निष्कर्ष

साहित्य

अर्ज

परिचय

वजनहीनतेच्या घटनेने नेहमीच माझी आवड निर्माण केली आहे. अर्थात, प्रत्येक व्यक्तीला उड्डाण करायचे असते आणि वजनहीनता ही उड्डाणाच्या स्थितीच्या अगदी जवळ असते. संशोधन सुरू करण्यापूर्वी, मला फक्त हे माहित होते की वजनहीनता ही एक अशी स्थिती आहे जी अंतराळात, स्पेसशिपवर पाळली जाते, ज्यामध्ये सर्व वस्तू उडतात आणि अंतराळवीर पृथ्वीप्रमाणे त्यांच्या पायावर उभे राहू शकत नाहीत. अंतराळवीरांसाठी वजनहीनता ही असामान्य घटनेपेक्षा अधिक समस्या आहे. अंतराळ यानाच्या उड्डाण दरम्यान, आरोग्याच्या समस्या उद्भवू शकतात आणि लँडिंगनंतर, अंतराळवीरांना पुन्हा चालणे आणि उभे राहण्यास शिकवले पाहिजे. अशाप्रकारे, वजनहीनता म्हणजे काय आणि बाह्य अवकाशात प्रवास करणाऱ्या लोकांच्या आरोग्यावर त्याचा कसा परिणाम होतो हे जाणून घेणे फार महत्वाचे आहे. परिणामी, वजनहीनतेमुळे शरीरावर होणारे दुष्परिणाम कमी करण्यासाठी कार्यक्रम तयार करून ही समस्या सोडवणे आवश्यक आहे. माझ्या कामाचा उद्देश म्हणजे वजनहीनतेची संकल्पना एका जटिल स्वरूपात देणे (म्हणजे वेगवेगळ्या बाजूंनी विचार करणे), या संकल्पनेची प्रासंगिकता केवळ बाह्य अवकाशाच्या अभ्यासाच्या चौकटीतच नव्हे तर मानवावर होणारा नकारात्मक प्रभाव लक्षात घेणे हा आहे. , परंतु हा प्रभाव कमी करण्यासाठी पृथ्वीवर शोधलेल्या तंत्रज्ञानाचा वापर करण्याच्या शक्यतेच्या चौकटीत; काही तांत्रिक प्रक्रिया पार पाडणे ज्याची पार्थिव परिस्थितीत अंमलबजावणी करणे कठीण किंवा अशक्य आहे. या निबंधाची उद्दिष्टे:

    या घटनेच्या घटनेची यंत्रणा समजून घ्या; या यंत्रणेचे गणितीय आणि भौतिकदृष्ट्या वर्णन करा; वजनहीनतेबद्दल मनोरंजक तथ्ये सांगा; स्पेसशिप, स्टेशन इत्यादीवरील लोकांच्या आरोग्यावर वजनहीनतेचा कसा परिणाम होतो ते समजून घ्या, म्हणजेच जैविक आणि वैद्यकीय दृष्टिकोनातून वजनहीनतेकडे पहा; सामग्रीवर प्रक्रिया करा, सामान्यतः स्वीकृत नियमांनुसार त्याची व्यवस्था करा;
6) प्रक्रिया केलेल्या सामग्रीवर आधारित एक सादरीकरण तयार करा. माझा निबंध लिहिण्याच्या प्रक्रियेत मी वापरलेले स्त्रोत म्हणजे पाठ्यपुस्तके, विश्वकोश आणि इंटरनेट.

धडा 1. शरीराचे वजन आणि वजनहीनता

१.१. शरीराचे वजन

शरीराच्या वजनाची संकल्पना तंत्रज्ञान आणि दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. शरीराचे वजनसर्व समर्थन आणि निलंबनांवर गुरुत्वाकर्षणाच्या उपस्थितीत कार्य करणारी एकूण लवचिक शक्ती आहे. न्यूटनच्या तिसऱ्या नियमानुसार शरीर P चे वजन, म्हणजेच शरीर ज्या बलाने आधारावर कार्य करते आणि लवचिक बल F Y ज्याने आधार शरीरावर कार्य करतो (चित्र 1) समान आहेत. परिमाण आणि दिशेने विरुद्ध: P = - F y जर शरीर आडव्या पृष्ठभागावर विश्रांती घेत असेल किंवा एकसमान हालचाल करत असेल आणि त्यावर फक्त गुरुत्वाकर्षण शक्ती F T आणि समर्थनाच्या बाजूने लवचिक शक्ती F Y द्वारे कार्य केले जाते, तर या बलांच्या वेक्टर बेरीजची शून्य करण्यासाठी समानता खालीलप्रमाणे आहे: F T = - F Y. P = -F y आणि F T = - F Y, अभिव्यक्तींची तुलना केल्यास, आपल्याला P = F T मिळते, म्हणजेच, a वर शरीराचे वजन P स्थिर क्षैतिज समर्थन गुरुत्वाकर्षण F T च्या बलाइतके आहे, परंतु ही शक्ती वेगवेगळ्या शरीरांवर लागू केली जाते. शरीराच्या प्रवेगक हालचाली आणि समर्थनासह, वजन P हे गुरुत्वाकर्षणाच्या F T च्या बलापेक्षा वेगळे असेल. न्यूटनच्या दुसऱ्या नियमानुसार, जेव्हा m चे वस्तुमानाचे शरीर F T च्या गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली फिरते आणि लवचिक बल F y त्वरण a सह , समानता F T + F Y = ma समाधानी आहे. P = -F у आणि F Т + F У = ma या समीकरणांमधून आपल्याला मिळते: P = F Т – ma = mg – ma, किंवा P = m(g – a). जेव्हा प्रवेग a अनुलंब खालच्या दिशेने निर्देशित केला जातो तेव्हा आपण लिफ्टच्या हालचालीचा विचार करूया. जर समन्वय अक्ष OY (Fig. 2) अनुलंब खालच्या दिशेने निर्देशित केला असेल, तर P, g आणि एक वळण हे व्हेक्टर OY अक्षाच्या समांतर असतील आणि त्यांचे अंदाज सकारात्मक असतील; नंतर P = m(g – a) हे समीकरण फॉर्म घेईल: P y = m(g У – a У). अंदाज सकारात्मक आणि समन्वय अक्षाच्या समांतर असल्याने, ते वेक्टर मॉड्यूल्सने बदलले जाऊ शकतात: P = m(g – a). ज्या शरीराची मुक्त प्रवेग आणि पडणे आणि प्रवेग यांची दिशा एकरूप असते त्या शरीराचे वजन विश्रांतीच्या शरीराच्या वजनापेक्षा कमी असते.

१.२. प्रवेग सह हलणारे शरीराचे वजन

प्रवेगक लिफ्टमध्ये शरीराच्या वजनाबद्दल बोलताना, तीन प्रकरणे विचारात घेतली जातात (विश्रांती किंवा एकसमान गतीची स्थिती वगळता): या तीन प्रकरणांमुळे सर्व परिस्थिती गुणात्मकपणे संपत नाहीत. चौथ्या केसचा विचार करणे अर्थपूर्ण आहे जेणेकरून विश्लेषण पूर्ण होईल. (खरोखर, दुसऱ्या प्रकरणात असे सूचित केले जाते की अ< g. Третий случай есть частный для второго при a = g. Случай a >g अनपरीक्षित राहिले.) हे करण्यासाठी, तुम्ही विद्यार्थ्यांना सुरुवातीला आश्चर्यचकित करणारा प्रश्न विचारू शकता : "एखादी व्यक्ती कमाल मर्यादेवर चालू शकेल म्हणून लिफ्ट कशी हलवावी?"विद्यार्थी पटकन "अंदाज" करतात की लिफ्ट हलली पाहिजे खालीप्रवेग सह मोठा g. खरंच: P=mg-ma या सूत्रानुसार, लिफ्टच्या वाढत्या प्रवेगसह, शरीराचे वजन कमी होईल. जेव्हा a त्वरण g च्या बरोबरीचे होते, तेव्हा वजन शून्य होते. जर आपण प्रवेग वाढवत राहिलो, तर आपण शरीराचे वजन गृहीत धरू शकतो दिशा बदलेल.

यानंतर, आपण आकृतीमध्ये शरीराचे वजन वेक्टर चित्रित करू शकता:

ही समस्या रिव्हर्स फॉर्म्युलेशनमध्ये देखील सोडवली जाऊ शकते: "ए > g प्रवेग सह खाली जाणाऱ्या लिफ्टमधील शरीराचे वजन किती असेल?" हे काम थोडे अवघड आहे कारण... विद्यार्थ्यांनी विचारांच्या जडत्वावर मात करणे आणि "वर" आणि "खाली" बदलणे आवश्यक आहे. 4थी प्रकरणाची चर्चा पाठ्यपुस्तकांमध्ये होत नाही कारण ती व्यवहारात येत नाही असा आक्षेप असू शकतो. परंतु लिफ्टचे पडणे देखील केवळ समस्यांमध्येच उद्भवते, परंतु असे असले तरी, हे मानले जाते, कारण ते सोयीस्कर आणि उपयुक्त आहे. केवळ लिफ्ट किंवा रॉकेटमध्येच नव्हे तर एरोबॅटिक्स करत असलेल्या विमानाला हलवताना, तसेच उत्तल किंवा अवतल पुलाच्या बाजूने शरीर हलवताना देखील प्रवेग सह हालचाली खाली किंवा वरच्या दिशेने केल्या जातात. विचारात घेतलेला 4 था केस "डेड लूप" च्या बाजूने हालचालीशी संबंधित आहे. त्याच्या वरच्या बिंदूवर, प्रवेग (केंद्राभिमुख) खालच्या दिशेने निर्देशित केले जाते, समर्थन प्रतिक्रिया बल खालच्या दिशेने निर्देशित केले जाते आणि शरीराचे वजन वरच्या दिशेने निर्देशित केले जाते. चला एका परिस्थितीची कल्पना करूया: एका अंतराळवीराने जहाज अंतराळात सोडले आणि एका स्वतंत्र रॉकेट इंजिनच्या मदतीने आसपासच्या परिसरात फेरफटका मारला. परत येताना, त्याने इंजिन थोडे लांब सोडले, जास्त वेगाने जहाजाजवळ आला आणि त्याच्या गुडघ्यावर आदळला. त्याला त्रास होईल का? "हे होणार नाही: शेवटी, शून्य गुरुत्वाकर्षणात, एक अंतराळवीर पंखापेक्षा हलका असतो," हे उत्तर तुम्ही ऐकू शकता. उत्तर चुकीचे आहे. जेव्हा तू पृथ्वीवर कुंपणावरून पडलास तेव्हा तू भारहीन अवस्थेत होतास. कारण जेव्हा तुम्ही पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर आदळलात तेव्हा तुम्हाला लक्षात येण्याजोगा ओव्हरलोड जाणवला, तुम्ही ज्या जागेवर पडाल तितके जास्त कठीण आणि जमिनीच्या संपर्काच्या क्षणी तुमचा वेग जास्त. वजनहीनता आणि वजनाचा प्रभावाशी काहीही संबंध नाही. येथे महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे वस्तुमान आणि वेग, वजन नाही. आणि तरीही, जेव्हा एखादा अंतराळवीर जहाजाला आदळतो, तेव्हा तुम्ही जमिनीवर आदळल्यावर जितके दुखावले जाते तितके नुकसान होत नाही (इतर गोष्टी समान आहेत: समान वस्तुमान, सापेक्ष वेग आणि अडथळ्यांची समान कठोरता). जहाजाचे वस्तुमान पृथ्वीच्या वस्तुमानापेक्षा खूपच कमी आहे. त्यामुळे, जहाजावर आदळताना, अंतराळवीराच्या गतीज उर्जेचा लक्षणीय भाग जहाजाच्या गतीज उर्जेमध्ये रूपांतरित होईल आणि कमी विकृती राहील. जहाजाला अतिरिक्त वेग मिळेल आणि अंतराळवीराच्या वेदना तितक्या तीव्र होणार नाहीत.

१.३. वजनहीनता

आधारासह एखादे शरीर मुक्तपणे खाली पडले, तर a = g, नंतर P = m(g – a) सूत्रावरून P = 0 असे येते. जेव्हा आधार मुक्तपणे खाली पडतो तेव्हा वजन नाहीसे होते. गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव म्हणतात वजनहीनता . वजनहीनतेचे दोन प्रकार आहेत. कमकुवत गुरुत्वाकर्षणामुळे खगोलीय पिंडांपासून खूप अंतरावर होणारे वजन कमी होणे याला स्थिर वजनहीनता म्हणतात. आणि कक्षीय उड्डाण दरम्यान एखादी व्यक्ती ज्या स्थितीत असते ती गतिशील वजनहीनता असते. ते अगदी सारखेच दिसतात. व्यक्तीच्या भावना सारख्याच असतात. पण कारणं वेगळी आहेत. फ्लाइट दरम्यान, अंतराळवीर केवळ डायनॅमिक वजनहीनतेचा सामना करतात. "गतिशील वजनहीनता" या अभिव्यक्तीचा अर्थ आहे: "हालचाली दरम्यान उद्भवणारी वजनहीनता." जेव्हा आपण त्याचा प्रतिकार करतो तेव्हाच आपल्याला पृथ्वीचे खेचणे जाणवते. जेव्हा आपण पडण्यास “नकार” देतो तेव्हाच. आणि आपण पडण्यास “सहमत” होताच, जडपणाची भावना त्वरित अदृश्य होते. कल्पना करा - तुम्ही कुत्र्यासोबत चालत आहात, त्याला पट्ट्यावर धरून आहात. कुत्र्याने कुठेतरी धावत पट्टा ओढला. जोपर्यंत तुम्ही प्रतिकार करता तोपर्यंत तुम्हाला पट्ट्याचा ताण जाणवतो—कुत्र्याचा “खेचणे”. आणि जर तुम्ही कुत्र्याच्या मागे धावलात, तर पट्टा खाली जाईल आणि आकर्षणाची भावना नाहीशी होईल. पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या बाबतीतही असेच घडते. विमान उडत आहे. कॉकपिटमध्ये दोन पॅराट्रूपर्सने उडी मारण्याची तयारी केली. पृथ्वी त्यांना खाली खेचते. आणि ते अजूनही विरोध करत आहेत. विमानाच्या फरशीवर आम्ही पाय विसावले. त्यांना पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण जाणवते - त्यांच्या पायाचे तळवे जमिनीवर जबरदस्तीने दाबले जातात. त्यांना त्यांचे वजन जाणवते. "पट्टा घट्ट आहे." परंतु पृथ्वीने त्यांना जिथे खेचले तिथे त्यांनी अनुसरण करण्याचे मान्य केले. आम्ही हॅचच्या काठावर उभे राहून खाली उडी मारली. "पट्टा सडत आहे." पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाची भावना लगेच नाहीशी झाली. ते वजनहीन झाले. ही कथा पुढे चालू ठेवण्याची कल्पना करता येते. पॅराट्रूपर्सच्या बरोबरीने विमानातून एक मोठा रिकामा बॉक्स खाली पडला. आणि आता दोन लोक, ज्यांनी त्यांचे पॅराशूट उघडले नव्हते, आणि एक रिकामा बॉक्स शेजारी, त्याच वेगाने, हवेत गडगडत आहे. एका माणसाने जवळून उडणारा एक बॉक्स पकडला, दार उघडले आणि स्वतःला आत ओढले. आता दोन लोकांपैकी एक पेटीच्या बाहेर उडतो आणि दुसरा पेटीच्या आत उडतो. त्यांना पूर्णपणे भिन्न संवेदना असतील. बाहेर उडणाऱ्याला आपण वेगाने खाली उडत असल्याचे पाहतो आणि जाणवतो. त्याच्या कानात वाऱ्याची शिट्टी वाजते. जवळ येणारी पृथ्वी दूरवर दिसते. आणि बॉक्सच्या आत उडणाऱ्याने दरवाजा बंद केला आणि भिंती ढकलून बॉक्सभोवती "पोहायला" सुरुवात केली. त्याला असे दिसते की बॉक्स पृथ्वीवर शांतपणे उभा आहे आणि तो, वजन कमी करून, मत्स्यालयातील माशाप्रमाणे हवेत तरंगतो. काटेकोरपणे सांगायचे तर, दोन्ही पॅराशूटिस्टमध्ये फरक नाही. दोघेही दगडाप्रमाणे एकाच वेगाने पृथ्वीच्या दिशेने उडतात. पण एक म्हणेल: "मी उडत आहे," आणि दुसरा: "मी जागेवर तरंगत आहे." गोष्ट अशी आहे की एकाला पृथ्वीद्वारे मार्गदर्शन केले जाते आणि दुसरे ते ज्या बॉक्समध्ये उडते. स्पेसक्राफ्टच्या केबिनमध्ये डायनॅमिक वजनहीनतेची स्थिती नेमकी अशीच निर्माण होते. सुरुवातीला, हे समजण्यासारखे वाटू शकते. असे दिसते की स्पेसशिप विमानाप्रमाणे पृथ्वीच्या समांतर उडत आहे. पण क्षैतिज उडणाऱ्या विमानात वजनहीनता नसते. परंतु उपग्रह अंतराळयान सतत घसरत असल्याचे आपल्याला माहीत आहे. हे विमानापेक्षा विमानातून खाली पडलेल्या बॉक्ससारखे दिसते. डायनॅमिक वजनहीनता कधीकधी पृथ्वीवर येते. उदाहरणार्थ, टॉवरवरून पाण्यात उडणारे जलतरणपटू आणि गोताखोर वजनहीन असतात. स्की जंप दरम्यान स्कीअर काही सेकंदांसाठी वजनहीन असतात. दगडांसारखे पडणारे स्कायडायव्हर्स त्यांचे पॅराशूट उघडेपर्यंत वजनहीन असतात. अंतराळवीरांना प्रशिक्षण देण्यासाठी ते विमानात तीस ते चाळीस सेकंद वजनहीनता निर्माण करतात. हे करण्यासाठी, पायलट "स्लाइड" बनवतो. तो विमानाचा वेग वाढवतो, वरच्या दिशेने वेगाने उडतो आणि इंजिन बंद करतो. हाताने फेकलेल्या दगडासारखे जडत्वाने विमान उडू लागते. प्रथम ते थोडेसे उगवते, नंतर खाली वळते, कमानीचे वर्णन करते. पृथ्वीच्या दिशेने डुबकी मारतो. एवढ्यात विमान फ्री फॉलच्या अवस्थेत आहे. आणि या सर्व वेळी, वास्तविक वजनहीनता त्याच्या केबिनमध्ये राज्य करते. मग पायलट पुन्हा इंजिन चालू करतो आणि काळजीपूर्वक विमानाला गोत्यातून बाहेर काढून सामान्य क्षैतिज फ्लाइटमध्ये आणतो. जेव्हा आपण इंजिन चालू करता तेव्हा वजनहीनता त्वरित अदृश्य होते. वजनहीनतेच्या स्थितीत, गुरुत्वाकर्षण वजनहीन अवस्थेत शरीराच्या सर्व कणांवर कार्य करते, परंतु शरीराच्या पृष्ठभागावर कोणतीही बाह्य शक्ती लागू होत नाही (उदाहरणार्थ, समर्थन प्रतिक्रिया) ज्यामुळे कणांचा एकमेकांवर परस्पर दबाव येऊ शकतो. . कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहामध्ये (किंवा अंतराळयानामध्ये) स्थित असलेल्या शरीरांसाठी अशीच घटना पाहिली जाते; ही शरीरे आणि त्यांचे सर्व कण, उपग्रहासह संबंधित प्रारंभिक गती प्राप्त करून, गुरुत्वाकर्षण शक्तींच्या प्रभावाखाली समान प्रवेगांसह त्यांच्या कक्षेत फिरतात, जणू मुक्त, एकमेकांवर परस्पर दबाव न आणता, म्हणजेच ते एकमेकांवर असतात. वजनहीन स्थिती. लिफ्टमधील शरीराप्रमाणे, ते गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीने प्रभावित होतात, परंतु शरीराच्या पृष्ठभागावर कोणतेही बाह्य बल लागू केलेले नाहीत ज्यामुळे शरीर किंवा त्यांचे कण एकमेकांवर दबाव आणू शकतील. सर्वसाधारणपणे, बाह्य शक्तींच्या प्रभावाखाली असलेले शरीर वजनहीन अवस्थेत असेल जर: अ) क्रियाशील बाह्य शक्ती केवळ वस्तुमान (गुरुत्वीय बल) असतात; b) या वस्तुमान शक्तींचे क्षेत्र स्थानिक पातळीवर एकसंध आहे, म्हणजेच फील्ड फोर्स प्रत्येक स्थितीत शरीराच्या सर्व कणांना प्रवेग प्रदान करतात जे परिमाण आणि दिशेने एकसारखे असतात; c) शरीराच्या सर्व कणांचे प्रारंभिक वेग परिमाण आणि दिशेने एकसारखे असतात (शरीर अनुवादितपणे हलते). अशाप्रकारे, पृथ्वीच्या त्रिज्येच्या तुलनेत ज्याचे परिमाण लहान आहेत, पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रात मुक्त भाषांतरित हालचाल करत असलेले कोणतेही शरीर, इतर बाह्य शक्तींच्या अनुपस्थितीत, वजनहीन स्थितीत असेल. परिणाम इतर कोणत्याही खगोलीय पिंडांच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रातील हालचालीसाठी समान असेल. वजनहीनतेची परिस्थिती आणि पृथ्वीवरील कृत्रिम परिस्थिती ज्यामध्ये उपकरणे आणि कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह, अंतराळ यान आणि त्यांची प्रक्षेपण वाहने तयार केली जातात आणि डीबग केली जातात यामधील महत्त्वपूर्ण फरकामुळे, अंतराळविज्ञानाच्या इतर समस्यांमध्ये वजनहीनतेची समस्या महत्त्वपूर्ण स्थान व्यापते. अंशतः द्रवाने भरलेले कंटेनर असलेल्या प्रणालींसाठी हे सर्वात लक्षणीय आहे. यामध्ये लिक्विड-प्रोपेलंट रॉकेट इंजिन (लिक्विड-जेट इंजिन) असलेल्या प्रोपल्शन सिस्टीमचा समावेश आहे, जे अंतराळ उड्डाणाच्या परिस्थितीत वारंवार सक्रिय करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. वजनहीनतेच्या परिस्थितीत, द्रव कंटेनरमध्ये एक अनियंत्रित स्थान व्यापू शकतो, ज्यामुळे सिस्टमच्या सामान्य कार्यामध्ये व्यत्यय येतो (उदाहरणार्थ, इंधन टाक्यांमधून घटकांचा पुरवठा). म्हणून, शून्य गुरुत्वाकर्षणाच्या स्थितीत द्रव प्रणोदन प्रणालीचे प्रक्षेपण सुनिश्चित करण्यासाठी, खालील गोष्टी वापरल्या जातात: लवचिक विभाजक वापरून इंधन टाक्यांमध्ये द्रव आणि वायूचे टप्पे वेगळे करणे; ग्रिड सिस्टमच्या सेवन यंत्रावर द्रवचा भाग निश्चित करणे (एजेना रॉकेट स्टेज); सहाय्यक रॉकेट इंजिन इत्यादींच्या मदतीने मुख्य प्रणोदन प्रणाली चालू करण्यापूर्वी अल्पकालीन ओव्हरलोड (कृत्रिम "गुरुत्वाकर्षण") तयार करणे. अनेक वजनहीन परिस्थितीत द्रव आणि वायूचे टप्पे वेगळे करण्यासाठी विशेष तंत्रांचा वापर करणे देखील आवश्यक आहे. लाइफ सपोर्ट सिस्टमची युनिट्स, पॉवर सप्लाय सिस्टमच्या इंधन पेशींमध्ये (उदाहरणार्थ, सच्छिद्र विक्सच्या प्रणालीद्वारे कंडेन्सेटचे संकलन, सेंट्रीफ्यूज वापरून द्रव टप्प्याचे पृथक्करण). अंतराळयानाची यंत्रणा (सौर पॅनेल उघडण्यासाठी, अँटेना, डॉकिंगसाठी, इ.) शून्य गुरुत्वाकर्षण परिस्थितीत कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. भारहीनतेचा वापर काही तांत्रिक प्रक्रिया पार पाडण्यासाठी केला जाऊ शकतो ज्यांना स्थलीय परिस्थितीत अंमलात आणणे कठीण किंवा अशक्य आहे (उदाहरणार्थ, संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये एकसमान रचना असलेली संमिश्र सामग्री मिळवणे, पृष्ठभागाच्या तणावाच्या शक्तींमुळे वितळलेल्या सामग्रीपासून अचूक गोलाकार आकाराचे शरीर मिळवणे. , इ.). प्रथमच, सोव्हिएत अंतराळयान सोयुझ-6 (1969) च्या उड्डाण दरम्यान व्हॅक्यूम वजनहीनतेच्या परिस्थितीत विविध सामग्री वेल्डिंग करण्याचा प्रयोग करण्यात आला. अनेक तांत्रिक प्रयोग (वेल्डिंगवर, वितळलेल्या पदार्थांच्या प्रवाहाचा आणि क्रिस्टलायझेशनचा अभ्यास करणे इ. ) हे अमेरिकन ऑर्बिटल स्टेशन स्कायलॅब (1973) येथे केले गेले. शास्त्रज्ञ अवकाशात विविध प्रयोग करतात, प्रयोग करतात, पण या क्रियांच्या अंतिम परिणामाची त्यांना फारशी कल्पना नसते. परंतु कोणत्याही प्रयोगाने निश्चित परिणाम दिल्यास, शेवटी समजावून सांगण्यासाठी आणि प्राप्त केलेले ज्ञान व्यवहारात लागू करण्यासाठी तो बराच काळ तपासावा लागतो. खाली काही प्रयोगांचे वर्णन आणि वजनहीनतेबद्दलच्या मनोरंजक बातम्या आहेत ज्यावर अद्याप काम केले जात आहे.

१.४. हे मनोरंजक आहे

१.४.१. शून्य गुरुत्वाकर्षणात ज्वालापृथ्वीवर, गुरुत्वाकर्षणामुळे, संवहन प्रवाह उद्भवतात, जे ज्वालाचा आकार निर्धारित करतात. ते गरम काजळीचे कण वाढवतात, जे दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जित करतात. यामुळे आम्हाला ज्योत दिसते. शून्य गुरुत्वाकर्षणात, कोणतेही संवहन प्रवाह नसतात, काजळीचे कण उठत नाहीत आणि मेणबत्तीची ज्योत गोलाकार आकार घेते. मेणबत्तीची सामग्री संतृप्त हायड्रोकार्बन्सचे मिश्रण असल्याने, जळल्यावर ते हायड्रोजन सोडतात, जे निळ्या ज्वालाने जळते. शून्य गुरुत्वाकर्षणात आग कशी आणि का पसरते हे शास्त्रज्ञ समजून घेण्याचा प्रयत्न करत आहेत. शून्य गुरुत्वाकर्षणाच्या स्थितीत ज्वालाचा अभ्यास करणे हे अंतराळ यानाच्या अग्निरोधकतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी आणि विशेष अग्निशामक साधन विकसित करताना आवश्यक आहे. अशा प्रकारे तुम्ही अंतराळवीर आणि वाहनांची सुरक्षा सुनिश्चित करू शकता.

१.४.२. द्रवाचे कंपन शून्य गुरुत्वाकर्षणात त्याच्या उकळण्याची गती वाढवते शून्य गुरुत्वाकर्षणात, उकळणे ही खूप हळू प्रक्रिया होते. तथापि, फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञांनी शोधल्याप्रमाणे, द्रवाच्या कंपनामुळे ते अचानक उकळू शकते. या निकालाचा अंतराळ उद्योगावर परिणाम होतो. आपल्यापैकी प्रत्येकाने एकापेक्षा जास्त वेळा उच्च तापमानाच्या प्रभावाखाली द्रवाचे वायूमध्ये फेज संक्रमण पाहिले आहे, म्हणजे, उकळण्याची प्रक्रिया. वाफेचे फुगे, उष्णतेच्या स्त्रोतापासून दूर जातात, वरच्या दिशेने धावतात आणि त्यांच्या जागी द्रवाचा एक नवीन भाग येतो. परिणामी, उकळत्या द्रवाच्या सक्रिय मिश्रणासह होते, ज्यामुळे त्याचे वाफेमध्ये रूपांतर होण्याचा दर मोठ्या प्रमाणात वाढतो. या हिंसक प्रक्रियेत महत्त्वाची भूमिका आर्किमिडीज शक्तीने बजावली आहे जी बबलवर कार्य करते, जी यामधून, गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीमुळे अस्तित्वात असते. वजनहीनतेच्या परिस्थितीत, कोणतेही वजन नसते, "जड" आणि "फिकट" अशी कोणतीही संकल्पना नसते आणि म्हणून गरम वाफेचे फुगे कोठेही तरंगत नाहीत. गरम घटकाभोवती वाफेचा एक थर तयार होतो, जो द्रवाच्या संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये उष्णता हस्तांतरणास प्रतिबंधित करतो. या कारणास्तव, द्रवपदार्थांचे वजनहीनतेत उकळणे (परंतु त्याच दाबाने, आणि व्हॅक्यूममध्ये नाही!) पृथ्वीच्या तुलनेत पूर्णपणे वेगळ्या पद्धतीने पुढे जाईल. या प्रक्रियेची सविस्तर माहिती असणे अत्यंत आवश्यक आहे. ही प्रक्रिया समजून घेण्यासाठी, शून्य गुरुत्वाकर्षणामध्ये कोणत्या भौतिक घटना उकळण्यास गती देऊ शकतात हे समजून घेणे फार महत्वाचे आहे. फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञांच्या अलीकडील पेपरमध्ये उच्च-फ्रिक्वेंसी कंपनांचा उकळत्या दरांवर कसा परिणाम होतो याच्या प्रायोगिक अभ्यासाच्या परिणामांचे वर्णन केले आहे. संशोधकांनी द्रव हायड्रोजन, सर्वात हलके रॉकेट इंधन, कार्यरत पदार्थ म्हणून निवडले. वजनहीनतेची स्थिती कृत्रिमरित्या तयार केली गेली होती, मजबूत असंसमान चुंबकीय क्षेत्राच्या मदतीने, ज्याने फक्त गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीची भरपाई केली (आमच्या लेखात चुंबकीय उत्सर्जनाबद्दल वाचा: चुंबकीय सुपरकंडक्टिव्हिटी: द्रव ऑक्सिजनमध्ये उत्सर्जन). नमुन्याचे तापमान आणि दाब निवडले गेले जेणेकरून फेज संक्रमण शक्य तितक्या हळू होईल आणि त्याची सर्व वैशिष्ट्ये लक्षात येतील. फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञांच्या प्रयोगांचा मुख्य परिणाम असा आहे की वजनहीनतेच्या परिस्थितीत कंपन द्रवाचे वाफेमध्ये रूपांतर होण्यास गती देते. कंपनाच्या प्रभावाखाली, "व्हॉल्यूमेट्रिक रिपल्स" किंचित जास्त गरम झालेल्या द्रवाच्या आत दिसतात: एक लहान नेटवर्क, आकारात मिलिमीटरचे अंश, द्रव मध्ये बाष्प फुगे. सुरुवातीला, हे बुडबुडे हळूहळू वाढतात, परंतु एक्सपोजरच्या सुरूवातीपासून 1-2 सेकंदांनंतर, संपूर्ण प्रक्रिया वेगाने वाढते: द्रव अक्षरशः उकळते. लेखकांच्या मते, या वर्तनाची दोन कारणे आहेत. प्रथम, बाष्पाचे फुगे लहान असताना, द्रवाची चिकटपणा त्यांना जागी "धरून ठेवते" असे दिसते, ज्यामुळे ते त्वरीत एकमेकांच्या जवळ येण्यापासून प्रतिबंधित होते. मोठ्या बुडबुड्यांसाठी, पार्श्वभूमीमध्ये चिकटपणा कमी होतो आणि त्यांचे संलयन आणि पुढील वाढ अधिक तीव्र होते. दुसरे कारण म्हणजे द्रव्यांच्या हालचालींवर नियंत्रण ठेवणाऱ्या गणितीय नियमांचे सार आहे. हे नियम अरेखीय आहेत, ज्याचा अर्थ असा आहे की बाह्य कंपनांमुळे द्रव केवळ "किंचित हलतो" असे नाही तर त्यामध्ये मोठ्या प्रमाणात प्रवाह देखील निर्माण होतो. हे प्रवाह, जेव्हा वेग वाढवतात, तेव्हा ते कार्यरत व्हॉल्यूम प्रभावीपणे मिसळतात आणि प्रक्रियेला गती देतात. कामाचे लेखक यावर जोर देतात की त्यांनी शोधलेली घटना केवळ लागूच नाही तर पूर्णपणे वैज्ञानिक स्वारस्य देखील आहे. त्यांच्या प्रयोगांमध्ये, बबल नेटवर्कच्या उत्क्रांतीसह जटिल हायड्रोडायनामिक प्रवाह फेज संक्रमणास समांतर चालतात. या दोन्ही घटना एकमेकांना आधार देतात आणि मजबुत करतात, ज्यामुळे शून्य गुरुत्वाकर्षणातही अत्यंत द्रव अस्थिरता निर्माण होते.

पृथ्वीवरील पाण्याचे उकळणे आणि वजनहीनतेच्या परिस्थितीत (nasa.gov वरून प्रतिमा) म्हणून, वजनहीनतेची कारणे आणि या घटनेची वैशिष्ट्ये समजून घेतल्यावर, आपण मानवी शरीरावर त्याचा परिणाम या प्रश्नाकडे जाऊ शकतो.

धडा 2. माणूस आणि वजनहीनता

आपल्याला आपल्या स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणाची सवय आहे. आपल्या सभोवतालच्या सर्व वस्तूंचे वजन असते या वस्तुस्थितीची आपल्याला सवय आहे. आम्ही इतर कशाचीही कल्पना करू शकत नाही. वजनाच्या परिस्थितीतच आपले आयुष्य गेले नाही. पृथ्वीवरील जीवनाचा संपूर्ण इतिहास याच परिस्थितीत घडला. लाखो वर्षांपासून पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण कधीच नाहीसे झाले आहे. म्हणून, आपल्या ग्रहावर राहणा-या सर्व जीवांनी त्यांच्या स्वतःच्या वजनाचे समर्थन करण्यासाठी बर्याच काळापासून अनुकूल केले आहे. आधीच प्राचीन काळी, प्राण्यांच्या शरीरात हाडे तयार झाली, जी त्यांच्या शरीरासाठी आधार बनली. हाडांशिवाय, गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली असलेले प्राणी जमिनीवर “पसरत” जातील, जसे की मऊ जेलीफिश पाण्यातून किनाऱ्यावर आणले जातात. आपल्या सर्व स्नायूंनी पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणावर मात करून आपल्या शरीराची हालचाल करण्यासाठी लाखो वर्षांपासून अनुकूल केले आहे. आणि आपल्या शरीरातील प्रत्येक गोष्ट वजनाच्या परिस्थितीशी जुळवून घेते. हृदयामध्ये अनेक किलोग्रॅम रक्त सतत पंप करण्यासाठी डिझाइन केलेले शक्तिशाली स्नायू असतात. आणि जर ते अजूनही खालच्या दिशेने, पायांमध्ये, सहजतेने, नंतर वरच्या दिशेने, डोक्यात वाहते, तर ते जबरदस्तीने लागू केले जाणे आवश्यक आहे. आपले सर्व अंतर्गत अवयव मजबूत अस्थिबंधनांनी निलंबित केले आहेत. जर ते नसतील तर, आतील भाग "खाली गुंडाळले जातील" आणि एका ढिगाऱ्यात एकत्र गुंफले जातील. सतत वजनामुळे, आम्ही एक विशेष अवयव विकसित केला आहे, वेस्टिब्युलर उपकरण, डोकेमध्ये खोलवर, कानाच्या मागे. हे आपल्याला पृथ्वीची कोणती बाजू आहे, "वर" कुठे आहे आणि "खाली" कुठे आहे हे जाणवू देते. वेस्टिब्युलर उपकरणे द्रवाने भरलेली एक लहान पोकळी आहे. त्यात लहान खडे असतात. जेव्हा एखादी व्यक्ती सरळ उभी असते तेव्हा खडे पोकळीच्या तळाशी असतात. जर एखादी व्यक्ती झोपली तर खडे लोळतील आणि बाजूच्या भिंतीवर उतरतील. मानवी मेंदूला ते जाणवेल. आणि एखादी व्यक्ती, डोळे मिटूनही, तळ कुठे आहे ते लगेच सांगेल. तर, एखाद्या व्यक्तीमधील प्रत्येक गोष्ट तो पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर ज्या परिस्थितीत राहतो त्या परिस्थितीशी जुळवून घेतो. वजनहीनतेसारख्या विचित्र अवस्थेत असलेल्या व्यक्तीसाठी राहण्याची परिस्थिती काय आहे? मानवयुक्त अंतराळ यानाच्या उड्डाण दरम्यान वजनहीनतेची विशिष्टता लक्षात घेणे विशेषतः महत्वाचे आहे: वजनहीन अवस्थेत असलेल्या व्यक्तीची राहणीमान पृथ्वीवरील नेहमीच्या लोकांपेक्षा खूप वेगळी असते, ज्यामुळे त्याच्या अनेक महत्त्वपूर्ण कार्यांमध्ये बदल होतो. . अशाप्रकारे, वजनहीनता मध्यवर्ती मज्जासंस्था आणि अनेक विश्लेषक प्रणालींचे रिसेप्टर्स (वेस्टिब्युलर उपकरण, स्नायू-सांध्यासंबंधी उपकरणे, रक्तवाहिन्या) असामान्य कार्य परिस्थितीत ठेवते. म्हणून, वजनहीनता एक विशिष्ट अविभाज्य प्रेरणा मानली जाते जी संपूर्ण कक्षीय उड्डाणात मानवी आणि प्राण्यांच्या शरीरावर परिणाम करते. या उत्तेजनास प्रतिसाद म्हणजे शारीरिक प्रणालींमध्ये अनुकूली प्रक्रिया; त्यांच्या प्रकटीकरणाची डिग्री वजनहीनतेच्या कालावधीवर आणि काही प्रमाणात, जीवाच्या वैयक्तिक वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते. उड्डाण दरम्यान मानवी शरीरावर वजनहीनतेचे प्रतिकूल परिणाम विविध माध्यमे आणि पद्धती (स्नायू प्रशिक्षण, विद्युत स्नायू उत्तेजित होणे, शरीराच्या खालच्या अर्ध्या भागावर लागू होणारे नकारात्मक दाब, औषधी आणि इतर मार्ग) वापरून प्रतिबंधित किंवा मर्यादित केले जाऊ शकतात. सुमारे 2 महिने चाललेल्या फ्लाइटमध्ये (अमेरिकन स्कायलॅब स्टेशनवरील दुसरा क्रू, 1973), मुख्यतः अंतराळवीरांच्या शारीरिक प्रशिक्षणामुळे उच्च प्रतिबंधात्मक प्रभाव प्राप्त झाला. उच्च-तीव्रतेचे कार्य, ज्यामुळे हृदय गती 150-170 बीट्स प्रति मिनिट वाढली, सायकल एर्गोमीटरवर दिवसातून 1 तास केले गेले. लँडिंगनंतर 5 दिवसांनी रक्ताभिसरण आणि श्वसन कार्य पुनर्संचयित झाले. चयापचय, स्टेटो-कायनेटिक आणि वेस्टिब्युलर विकारांमधील बदल सौम्य होते. एक प्रभावी साधन म्हणजे अंतराळयानावर कृत्रिम "भारीपणा" तयार करणे, जे मिळवता येते, उदाहरणार्थ, मोठ्या फिरत्या (म्हणजे भाषांतरित न हलणारे) चाक आणि ठेवण्याच्या स्वरूपात स्टेशन तयार करून. त्याच्या "रिम" वर कार्यक्षेत्रे. “रिम” च्या फिरण्यामुळे, त्यातील शरीरे त्याच्या पृष्ठभागावर दाबली जातील, जी “मजल्या” ची भूमिका बजावेल आणि शरीराच्या पृष्ठभागावर लागू केलेल्या “मजल्या” ची प्रतिक्रिया कृत्रिम तयार करेल. "गुरुत्वाकर्षण". स्पेसशिपवर कृत्रिम "गुरुत्वाकर्षण" तयार केल्याने प्राणी आणि मानवांच्या शरीरावर वजनहीनतेचे दुष्परिणाम टाळता येतात. स्पेस मेडिसिनमधील अनेक सैद्धांतिक आणि व्यावहारिक समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, वजनहीनतेचे अनुकरण करण्यासाठी प्रयोगशाळेच्या पद्धतींचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, ज्यामध्ये स्नायूंच्या क्रियाकलाप मर्यादित करणे, शरीराच्या उभ्या अक्ष्यासह एखाद्या व्यक्तीला नेहमीच्या आधारापासून वंचित ठेवणे, हायड्रोस्टॅटिक रक्तदाब कमी करणे, जे साध्य केले जाते. एखाद्या व्यक्तीला क्षैतिज स्थितीत किंवा कोनात (डोके खाली) ठेवून, पाय), दीर्घकालीन सतत अंथरुणावर विश्रांती किंवा द्रव (तथाकथित विसर्जन) वातावरणात अनेक तास किंवा दिवस विसर्जित करणे. जर्नलमध्ये प्रकाशित फ्रेंच शास्त्रज्ञांच्या लेखानुसार, शून्य-गुरुत्वाकर्षणाच्या परिस्थितीमुळे वस्तूंच्या आकाराचा आणि त्यांच्यापासूनच्या अंतराचा अचूक अंदाज लावण्याच्या क्षमतेमध्ये व्यत्यय येतो, ज्यामुळे अंतराळवीरांना आसपासच्या जागेत स्वतःला दिशा देण्यास प्रतिबंध होतो आणि अंतराळ उड्डाणांच्या वेळी अपघात होऊ शकतात, असे जर्नलमध्ये प्रकाशित फ्रेंच शास्त्रज्ञांच्या लेखात म्हटले आहे. Acta Astronautica. आजपर्यंत, अंतर निश्चित करताना अंतराळवीरांच्या चुका योगायोगाने घडत नाहीत याचे बरेच पुरावे जमा झाले आहेत. बऱ्याचदा दूरच्या वस्तू प्रत्यक्षात असल्यापेक्षा त्यांच्या जवळच्या वाटतात. फ्रेंच नॅशनल सेंटर फॉर सायंटिफिक रिसर्चच्या शास्त्रज्ञांनी जेव्हा विमान पॅराबोलामध्ये उडते तेव्हा कृत्रिमरित्या तयार केलेल्या वजनहीनतेच्या परिस्थितीत अंतरांचा अंदाज लावण्याच्या क्षमतेची प्रायोगिक चाचणी केली. या प्रकरणात, वजनहीनता फारच कमी काळ टिकते - सुमारे 20 सेकंद. विशेष चष्मा वापरून, स्वयंसेवकांना घनाची अपूर्ण प्रतिमा दर्शविली गेली आणि योग्य भूमितीय आकृतीचे रेखाचित्र पूर्ण करण्यास सांगितले. सामान्य गुरुत्वाकर्षणाच्या परिस्थितीत, विषयांनी सर्व बाजू समान केल्या, परंतु वजनहीनतेच्या वेळी ते चाचणी योग्यरित्या पूर्ण करू शकले नाहीत. शास्त्रज्ञांच्या मते, हा प्रयोग असे दर्शवितो की वजनहीनता आहे, आणि दीर्घकालीन अनुकूलन नाही, ही समज विकृत करणारा एक महत्त्वाचा घटक मानला पाहिजे. २.१. अंतराळातील जीवन समस्यांचा अभ्यास NASA द्वारे राबविण्यात आलेल्या स्कायलॅब कार्यक्रमाचे वैज्ञानिक संचालक प्रोफेसर ई. स्टुहलिंगर आणि डॉ. एल. बेल्यू यांनी 1977 मध्ये लिहिलेले “स्कायलॅब ऑर्बिटल स्टेशन” हे पुस्तक ऑर्बिटल स्टेशनवर झालेल्या प्रभावाबाबत केलेल्या संशोधनाविषयी बोलते. आसपासच्या स्पेस स्पेसचे, क्रू सदस्यांच्या क्षमतेवर. बायोमेडिकल रिसर्च प्रोग्राममध्ये खालील चार क्षेत्रांचा समावेश आहे: वैद्यकीय प्रयोगांमध्ये त्या शारीरिक प्रभावांचा सखोल अभ्यास आणि मागील फ्लाइट्स दरम्यान आढळलेल्या त्यांच्या क्रियेचा कालावधी. जैविक प्रयोगांमध्ये वजनहीनतेच्या परिस्थितीमुळे प्रभावित होऊ शकणाऱ्या मूलभूत जैविक प्रक्रियांचा अभ्यास समाविष्ट आहे. बायोटेक्निकल प्रयोगांचा उद्देश अंतराळात काम करताना मानव-मशीन प्रणालीची कार्यक्षमता विकसित करणे आणि जैव उपकरणे वापरण्यासाठी तंत्रज्ञान सुधारणे हे होते. येथे काही संशोधन विषय आहेत:

    मीठ शिल्लक अभ्यास; शरीरातील द्रवपदार्थांचे जैविक अभ्यास; हाडांच्या ऊतींमधील बदलांचा अभ्यास; फ्लाइटमध्ये खालच्या शरीरावर नकारात्मक दबाव निर्माण करणे; वेक्टर कार्डिओग्राम प्राप्त करणे; सायटोजेनेटिक रक्त चाचण्या; रोग प्रतिकारशक्ती अभ्यास; रक्ताचे प्रमाण आणि लाल रक्तपेशींच्या आयुष्यातील बदलांचा अभ्यास; लाल रक्तपेशी चयापचय अभ्यास; विशेष हेमेटोलॉजिकल प्रभावांचा अभ्यास; अंतराळ उड्डाण परिस्थितीत झोपे-जागण्याच्या चक्राचा अभ्यास; काही कामाच्या ऑपरेशन्स दरम्यान अंतराळवीरांचे चित्रीकरण; चयापचय दर मोजमाप; अंतराळ उड्डाण दरम्यान अंतराळवीराच्या शरीराचे वजन मोजणे; जिवंत मानवी पेशी आणि ऊतींवर वजनहीनतेच्या परिणामावर संशोधन. (परिशिष्ट 1)
रशियन शास्त्रज्ञ आणि अंतराळवीरांनी मोठ्या प्रमाणावर वैज्ञानिक आणि व्यावहारिक साहित्य जमा केले आहे. शून्य गुरुत्वाकर्षण असलेल्या लोकांवर ऑपरेट करणे शक्य आहे का? पहिल्या दृष्टीक्षेपात, हा प्रश्न अविश्वसनीय वाटतो, परंतु, खरं तर, आपल्या जगात बरेच काही शक्य आहे! यावरून असे दिसून आले की शास्त्रज्ञ प्रयोगांपासून, ज्यात अनेकदा काही उणिवा आणि सुधारणा आवश्यक होत्या, वास्तविक शोधांकडे जाण्यास सक्षम होते आणि ते सरावाने सिद्ध करण्यास सक्षम होते की शून्य गुरुत्वाकर्षण असलेल्या व्यक्तीवर कार्य करणे शक्य आहे! २.२. अंतराळात ऑपरेशनबोर्डो येथील प्रोफेसर डॉमिनिक मार्टिन यांच्या नेतृत्वाखाली फ्रेंच डॉक्टरांनी शून्य गुरुत्वाकर्षणात जगातील पहिली शस्त्रक्रिया केली. A-300 विमानात विशेष सुसज्ज मॉड्यूलमध्ये हा प्रयोग करण्यात आला. यात तीन शल्यचिकित्सक आणि दोन भूलतज्ज्ञ उपस्थित होते, ज्यांना 46 वर्षीय फिलिप सॅन्चो या स्वयंसेवक रुग्णाच्या हातावरील फॅटी ट्यूमर काढायचा होता. प्रोफेसर मार्टेन यांनी म्हटल्याप्रमाणे, डॉक्टरांचे कार्य तांत्रिक कामगिरीचे प्रदर्शन करणे नव्हते, परंतु शून्य गुरुत्वाकर्षणामध्ये ऑपरेशनची व्यवहार्यता तपासणे हे होते. "आम्ही अंतराळ परिस्थितीशी संबंधित परिस्थितीचे अनुकरण केले आहे, आणि आता आम्हाला माहित आहे की एखाद्या व्यक्तीवर बाह्य अवकाशात गंभीर गुंतागुंत न होता ऑपरेशन केले जाऊ शकते," सर्जन पुढे म्हणाले. त्यांच्या म्हणण्यानुसार, ट्यूमर काढण्याच्या ऑपरेशनला एकूण 10 मिनिटांपेक्षा कमी वेळ लागला. A-300 वरील तीन तासांच्या उड्डाण पद्धतीची रचना अशा प्रकारे केली गेली होती की या काळात वजनहीनतेची स्थिती 32 वेळा तयार केली गेली होती, प्रत्येक टप्पा सुमारे 20 सेकंद टिकला होता. प्रोफेसर मार्टेन म्हणाले, "जर आम्ही दोन तास सतत वजनहीन अवस्थेत राहिलो तर आम्ही ॲपेन्डिसाइटिसवर ऑपरेशन करू शकतो." प्रयोगाचा पुढचा टप्पा, जो सुमारे एक वर्षात पार पाडण्याची योजना आहे, एक सर्जिकल ऑपरेशन असेल, जे ग्राउंड बेसच्या कमांडद्वारे नियंत्रित वैद्यकीय रोबोटद्वारे केले जावे. २.३. पृथ्वीवरील अवकाशातील घडामोडींचा वापर आपण कमी-जास्त हलतो आणि शून्य गुरुत्वाकर्षणात तरंगणाऱ्या अंतराळवीरांसारखे अधिकाधिक दिसतो. कोणत्याही परिस्थितीत, आम्ही कमी झालेल्या शारीरिक हालचालींचे सर्व तोटे अनुभवतो ज्याचा अंतराळवीरांना पूर्ण त्रास होतो. जे लोक कक्षेत काम करतात त्यांच्यासाठी शास्त्रज्ञांनी त्यांचा मुकाबला करण्याचे बरेच मार्ग शोधून काढले आहेत. अलीकडेच असे दिसून आले की, पृथ्वीवर, यापैकी काही शोधांनी त्यांच्या पायावर कधीही न चाललेल्यांनाही उभे केले आहे. "अंतराळात आणि पृथ्वीवर, प्रभाव पाडणारे घटक सारखेच असतात, त्यामुळे वजनहीनतेत निर्माण होणाऱ्या प्रभावांचा प्रतिकार करण्याच्या पद्धती दैनंदिन जीवनात लागू झाल्या," इन्स्टिट्यूटच्या सेन्सरीमोटर फिजियोलॉजी आणि प्रतिबंध विभागाच्या प्रमुख इनेसा बेनेडिक्टोव्हना कोझलोव्हस्काया म्हणतात. वैद्यकीय आणि जैविक समस्या. - कमी झालेली शारीरिक क्रिया (हायपोकिनेशिया) आपल्या समाजाच्या जीवनात एक प्रमुख घटक बनत आहे: आपण हालचाल थांबवतो. एका अमेरिकन संशोधकाने वेगवेगळ्या व्यवसायातील लोक आणि प्राण्यांमधील स्नायूंच्या दैनंदिन क्रियाकलापांचे निरीक्षण केले. असे दिसून आले की कोणत्याही सजीव प्राण्याच्या (उंदीर, मांजरी, कुत्रे, माकडे) च्या क्रियाकलापांच्या तुलनेत आमची क्रिया दोन क्रमाने कमी आहे. आम्ही हायपोकायनेटिक रोगाच्या उंबरठ्यावर आहोत, खोल विचलनाचा रोग, ज्याची सर्वात धक्कादायक अभिव्यक्ती आम्ही 1970 मध्ये अंतराळवीरांमध्ये पाहिली. 17-दिवसांच्या फ्लाइटमधून परत आल्यानंतर, ते खरोखर उभे राहू शकत नाहीत किंवा हालचाल करू शकत नाहीत, त्यांना श्वास घेणे देखील अवघड होते, कारण श्वसन स्नायू देखील निकामी झाले होते. “आम्ही कोरड्या विसर्जनाचा वापर करून पृथ्वीवरील वजनहीनतेचा परिणाम नक्कल केला,” इरिना व्हॅलेरिव्हना सेन्को, वरिष्ठ संशोधक, रशियन फेडरेशनच्या स्टेट रिसर्च सेंटर, इन्स्टिट्यूट ऑफ बायोमेडिकल प्रॉब्लेम्स, रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेस येथील क्लिनिकल फिजियोलॉजी विभागाच्या प्रमुख म्हणतात. - हे करण्यासाठी, पाण्याच्या पृष्ठभागापेक्षा लक्षणीय आकाराची एक पातळ जलरोधक फिल्म पाण्याच्या तलावामध्ये ठेवली जाते आणि व्यक्ती पाण्यात बुडविली जाते, त्यापासून विभक्त होते. त्याच वेळी, त्याला समर्थनापासून वंचित ठेवले जाते आणि आम्ही पाहतो की मोटर विकार त्वरित कसे विकसित होऊ लागतात: आसन आणि मोटर कृतींचे समन्वय ग्रस्त. तो स्थिरपणे उभा राहतो, खराब आणि अस्ताव्यस्त चालतो आणि त्याला अचूक ऑपरेशन्स करण्यात अडचण येते. या विकारांना प्रतिबंध करण्यासाठी, उभे राहताना आणि चालताना पृथ्वीवर जेवढे भार पडते तेवढेच भार लागू करून पायांच्या आधारभूत भागांना उत्तेजित करण्याचा प्रस्ताव होता. याव्यतिरिक्त, पार्थिव परिस्थितीत लोकांवर उपचार करण्याच्या इतर प्रभावी पद्धती वापरल्या जातात, उदाहरणार्थ, पेंग्विन सूट 1992 मध्ये स्थलीय औषधांमध्ये सादर करण्यास सुरुवात झाली (हे अंतराळात 20 वर्षांहून अधिक काळ वापरले जात आहे), उच्च-वारंवारता आणि उच्च-वारंवारता मुलांच्या उपचारांसाठी, सेरेब्रल पाल्सी असलेले रुग्ण आणि आजारपणामुळे बराच काळ अंथरुणावर पडलेल्या लोकांच्या उपचारासाठी तीव्रतेचे विद्युत उत्तेजन. तर, निबंधाचा दुसरा आणि शेवटचा अध्याय संपला आहे. सर्व साहित्य सादर केल्यानंतर, मी निष्कर्षाकडे जाऊ इच्छितो. निष्कर्षम्हणून, माझ्या कामाच्या शेवटी, मी पुन्हा एकदा अमूर्ताच्या मुख्य तरतुदी आठवू इच्छितो, जे विषयाचे सार प्रकट करतात:
    वजनहीनता उद्भवते जेव्हा एखादे शरीर आधारासह मुक्तपणे खाली पडते, म्हणजे. शरीराचा प्रवेग आणि आधार गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रवेग सारखा आहे;
2) वजनहीनतेचे दोन प्रकार आहेत: स्थिर आणि गतिमान; 3) वजनहीनतेचा वापर काही तांत्रिक प्रक्रिया राबविण्यासाठी केला जाऊ शकतो ज्याची अंमलबजावणी करणे कठीण किंवा स्थलीय परिस्थितीत अशक्य आहे; 4) अंतराळ यानाच्या अग्निरोधकतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी आणि विशेष अग्निशामक साधन विकसित करताना शून्य गुरुत्वाकर्षणाच्या स्थितीत ज्वालांचा अभ्यास करणे आवश्यक आहे; ५) टन द्रव इंधन वाहून नेणाऱ्या अंतराळयानाच्या यशस्वी ऑपरेशनसाठी अंतराळात द्रव उकळण्याच्या प्रक्रियेची तपशीलवार माहिती असणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे; 6) वजनहीनतेचा शरीरावर होणारा परिणाम नकारात्मक असतो, कारण त्यामुळे शरीराच्या अनेक महत्त्वाच्या कार्यांमध्ये बदल होतात. अंतराळयानावर कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण निर्माण करून, अंतराळवीरांच्या स्नायूंच्या क्रियाकलापांवर मर्यादा घालून हे दुरुस्त केले जाऊ शकते. 7) एखाद्या व्यक्तीवर बाह्य अवकाशात, वजनहीनतेच्या परिस्थितीत शस्त्रक्रिया करता येते. हे बोर्डो येथील प्रोफेसर डॉमिनिक मार्टिन यांच्या नेतृत्वाखालील फ्रेंच डॉक्टरांनी सिद्ध केले. अशा प्रकारे, आपल्याला वजनहीनतेबद्दल बरीच भिन्न माहिती मिळू शकते, परंतु मला वाटते की माझ्या कामात सामग्री तपशीलवार सादर केली गेली आहे, कारण ती दोन भिन्न दृष्टिकोनातून तपासली गेली आहे: शारीरिक आणि वैद्यकीय. गोषवारामध्ये शास्त्रज्ञांनी वजनहीन परिस्थितीत केलेल्या काही प्रयोगांचे वर्णन देखील आहे. हे, माझ्या मते, वजनहीनता, त्याच्या घटनेची यंत्रणा, या घटनेची वैशिष्ट्ये आणि शरीरावर होणारा परिणाम याची स्पष्ट कल्पना देते. वजनहीनतेच्या घटनेबद्दल दोन दृष्टिकोन - भौतिक आणि वैद्यकीय - पूरक आहेत, कारण भौतिकशास्त्राशिवाय औषध अशक्य आहे!

साहित्य

    ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया (30 खंडांमध्ये). छ. एड ए.एम. प्रोखोरोव. संस्करण 3. एम., “सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया”, 1974. काबार्डिन ओ.एफ. भौतिकशास्त्र: संदर्भ साहित्य: विद्यार्थ्यांसाठी पाठ्यपुस्तक. - 3री आवृत्ती - एम.: शिक्षण, 1991. - 367 पी. कोलेस्निकोव्ह यु.व्ही., ग्लाझकोव्ह यु.एन. कक्षेत एक स्पेसशिप आहे. - एम.: पेडागॉजी, 1980 मकोवेत्स्की पी.व्ही. मूळ पहा! मनोरंजक समस्या आणि प्रश्नांचा संग्रह. - एम.: नौका, 1979 चंदेवा S.A. भौतिकशास्त्र आणि माणूस. –एम.: JSC “आस्पेक्ट प्रेस”, 1994 बेल्यू एल., स्टुलिंगर ई. स्कायलॅब ऑर्बिटल स्टेशन. यूएसए, 1973. (Abbr. इंग्रजीतून अनुवादित). एड. भौतिकशास्त्र आणि गणिताचे डॉक्टर विज्ञान G. L. Grodzovsky. एम., "मेकॅनिकल इंजिनियरिंग", 1977 - प्रवेश मोड: /bibl/skylab/obl.html Dyubankova O. स्पेस मेडिसिन "वितर्क आणि तथ्य" या प्रकाशन गृहाच्या पृथ्वी वेबसाइटवर पोहोचत नाही - प्रवेश मोड: /online/health/511/03_01इव्हानोव्ह I. द्रवाचे कंपन शून्य गुरुत्वाकर्षणात त्याच्या उकळण्याची गती वाढवते. वेबसाइट: घटक. विज्ञान बातम्या. प्रवेश मोड - http:// घटक. ru/ बातम्या/164820? पृष्ठक्लुशांतसेव्ह पी. हाऊस इन ऑर्बिट: ऑर्बिटल स्टेशन्सबद्दल कथा. - एल.: Det. लिट., 1975. - पृ.25-28. प्रति. ईमेल मध्ये दृश्य Yu. Zubakin, 2007- प्रवेश मोड: ( http:// www. गुगल. ru, http:// epizodsspace. चाचणी पायलट. ru/ बायबल/ क्लुसंतसेव्ह/ डोम- na- orb75/ क्लुशांतसेव्ह_04 . htm) लोकांना अंतराळात चालवता येते. फ्रेंच डॉक्टरांनी शून्य गुरुत्वाकर्षणात पहिली शस्त्रक्रिया केली. रशियन वृत्तपत्र वेबसाइट. RIA बातम्या. - प्रवेश मोड: http:// www. rg. ru/2006/09/28/ nevesomost- anons. htmlशून्य गुरुत्वाकर्षणात ज्वाला. मोशकोव्ह लायब्ररी. - प्रवेश मोड: /tp/nr/pn.htmशास्त्रज्ञांनी वजनहीनतेचे धोके निश्चित केले आहेत. वर्तमानपत्र-24. - प्रवेश मोड: RIA बातम्या http://24.ua/news/show/id/66415.htm

अर्ज

परिशिष्ट १


तांदूळ. 1. अंतराळवीरांच्या वस्तुमानातील बदलांचे निरीक्षण करण्यासाठी प्रयोग:
अ - कचरा उत्पादनांच्या वस्तुमानाचे मोजमाप; b - अंतराळवीरांच्या शरीराचे वजन मोजणे; c - अन्न वापराचे मोजमाप

तांदूळ. 2. शून्य गुरुत्वाकर्षण परिस्थितीत नमुन्यांचे वस्तुमान निर्धारित करण्यासाठी डिव्हाइस:
1 - लवचिक कोटिंग

तांदूळ. 3. अंतराळवीरांच्या शरीराच्या खालच्या भागावर नकारात्मक दबाव निर्माण करण्यासाठी उपकरणामध्ये ग्राउंड प्रशिक्षण:
1 - अंतराळवीरांच्या शरीराच्या खालच्या भागावर नकारात्मक दबाव निर्माण करण्यासाठी उपकरणे; 2 - रक्तदाब निर्धारित करण्यासाठी उपकरण; 3 - वेक्टर कार्डिओग्राम मिळविण्यासाठी डिव्हाइस

तांदूळ. 4. स्कायलॅब स्टेशनवर LBNP उपकरणासह कार्य करणे (चित्र)

तांदूळ. 5. फिरत्या खुर्चीवर वेस्टिब्युलर उपकरणाच्या कार्याचा अभ्यास

तांदूळ. 6. शरीराचे वजन मोजणे

तांदूळ. 7. जिवंत मानवी पेशी आणि ऊतींवर वजनहीनतेच्या प्रभावाचा अभ्यास

तांदूळ. 8. अंतराळवीरांच्या झोपेच्या वेळी झोप आणि प्रतिक्रियांचा अभ्यास

तांदूळ. 9. सायकल एर्गोमीटरवरील प्रयोगांदरम्यान अंतराळवीराच्या चयापचय वैशिष्ट्यांचा अभ्यास:
1 - सायकल एर्गोमीटर; 2 - चयापचय विश्लेषक: 3 - मुखपत्र; 4 - रबरी नळी; 5 - तापमान मोजण्यासाठी तपासणी; 6 - इलेक्ट्रोड

  1. वजनहीनतेच्या प्रभावांचे अनुकरण करण्याच्या परिस्थितीत आणि गहन काळजी पद्धती वापरताना ऑक्सिजनच्या स्थितीचे नियमन करण्याची यंत्रणा

    प्रबंधाचा गोषवारा

    हे काम रशियन फेडरेशनच्या स्टेट सायंटिफिक सेंटर - इन्स्टिट्यूट ऑफ मेडिकल अँड बायोलॉजिकल प्रॉब्लेम्स ऑफ द रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेस (एसएससी आरएफ - आयएमबीपी आरएएस) येथे केले गेले.

  2. उत्तल लँडिंग पृष्ठभाग असलेल्या प्रोटोटाइप स्पेस ग्रीनहाऊसच्या ग्राउंड टेस्टिंग दरम्यान सिम्युलेटेड वजनहीनता तयार करण्यासाठी आणि स्थानिक अभिमुखता, गव्हाच्या वाढ आणि विकासाचा अभ्यास करण्यासाठी अटी

    अभ्यास

    सिम्युलेटेड वजनहीनता निर्माण करण्यासाठी अटी आणि स्पेसल ओरिएंटेशनचा अभ्यास, स्पेस ग्रीनहाऊसच्या प्रोटोटाइपच्या ग्राउंड चाचण्यांदरम्यान गव्हाची वाढ आणि विकास

  3. भौतिकशास्त्राच्या धड्याचा सारांश: "शरीराचे वजन. वजनहीनता. ओव्हरलोड्स"

    गोषवारा

    धड्याची उद्दिष्टे: शरीराच्या वजनाच्या संकल्पनेची पुनरावृत्ती करणे, शरीराचे वजन प्रवेगानुसार कसे बदलते हे स्थापित करणे, वजनहीनता आणि ओव्हरलोड्सचे कारण काय आहे याचा विचार करणे.

  4. प्रशिक्षण सत्राचा विषय: “गुरुत्वाकर्षण आणि शरीराचे वजन. वजनहीनता"

    उपाय

    प्रशिक्षण सत्राची उद्दिष्टे आणि उद्दिष्टे: गुरुत्वाकर्षणाच्या परस्परसंवादाबद्दलचे ज्ञान सुधारणे, "गुरुत्वाकर्षण", "शरीराचे वजन" या भौतिक प्रमाणांचा परिचय करून देणे, वजनहीनतेच्या घटनेबद्दल कल्पना तयार करणे, कृती विलग करण्याची क्षमता विकसित करणे.

  5. निकोले नोसोव्ह. चंद्रावर माहित नाही

    दस्तऐवज

    वास्तुविशारद वर्टिब्युटिल्किनच्या डिझाइननुसार, कोलोकोलचिकोव्ह स्ट्रीटवर दोन फिरत्या इमारती देखील बांधल्या गेल्या.

आपल्या सभोवतालच्या सर्व वस्तूंचे वजन असते या वस्तुस्थितीची आपल्याला सवय आहे. हे घडते कारण गुरुत्वाकर्षण शक्ती त्यांना पृथ्वीकडे आकर्षित करते. आपण विमानातून उड्डाण केले किंवा पॅराशूटने उडी घेतली तरी वजन आपल्यापासून दूर होत नाही. परंतु वजन नाहीसे झाल्यास काय होते, हे कधी होते आणि वजनहीनतेच्या परिस्थितीत कोणती मनोरंजक घटना पाहिली जातात? या सर्वाबद्दल - या पोस्टमध्ये.

न्यूटनने शोधून काढलेल्या सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम सांगतो की वस्तुमान असलेली सर्व शरीरे एकमेकांकडे आकर्षित होतात. लहान वस्तुमान असलेल्या शरीरासाठी, असे आकर्षण व्यावहारिकदृष्ट्या लक्षात येत नाही, परंतु जर एखाद्या शरीराचे वस्तुमान मोठे असेल, जसे की आपला ग्रह पृथ्वी (आणि त्याचे वस्तुमान किलोग्रॅममध्ये 25-अंकी संख्येमध्ये व्यक्त केले जाते), तर आकर्षण लक्षणीय होते. म्हणून, सर्व वस्तू पृथ्वीकडे आकर्षित होतात - जर तुम्ही त्यांना उचलले तर ते खाली पडतात आणि जेव्हा ते पडतात तेव्हा गुरुत्वाकर्षण त्यांना पृष्ठभागावर दाबते. यामुळे पृथ्वीवरील प्रत्येक गोष्टीचे वजन असते, अगदी हवा देखील गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीने पृथ्वीवर दाबली जाते आणि त्याच्या वजनाने तिच्या पृष्ठभागावर असलेल्या प्रत्येक गोष्टीवर दाबली जाते.

वजन कधी नाहीसे होऊ शकते? एकतर जेव्हा गुरुत्वाकर्षण शक्ती शरीरावर अजिबात कार्य करत नाही, किंवा जेव्हा ते कार्य करते, परंतु काहीही शरीराला मुक्तपणे पडण्यापासून रोखत नाही. गुरुत्वाकर्षणाचे बल पृथ्वीपासून अंतर कमी होत असले तरी शेकडो आणि हजारो किलोमीटरच्या उंचीवरही ते मजबूत राहते, त्यामुळे गुरुत्वाकर्षण शक्तीपासून मुक्त होणे सोपे नाही. परंतु स्वत: ला फ्री फॉलच्या अवस्थेत शोधणे शक्य आहे.

उदाहरणार्थ, जर तुम्ही स्वतःला एखाद्या विमानात विशिष्ट मार्गावरून फिरताना दिसले तर तुम्ही स्वतःला वजनहीन अवस्थेत शोधू शकता - अगदी एखाद्या शरीराप्रमाणे ज्याला हवेच्या प्रतिकारामुळे अडथळा येत नाही.

हे सर्व असे दिसते:

अर्थात, विमान जास्त काळ अशा मार्गावर जाऊ शकत नाही, कारण ते जमिनीवर कोसळेल. म्हणूनच, केवळ ऑर्बिटल स्टेशनवर राहणाऱ्या अंतराळवीरांना वजनहीनतेच्या परिस्थितीत दीर्घकालीन मुक्काम करावा लागतो. आणि त्यांना या वस्तुस्थितीची सवय लावावी लागेल की वजनहीनतेच्या परिस्थितीत आपल्याला परिचित असलेल्या अनेक घटना पृथ्वीपेक्षा पूर्णपणे वेगळ्या प्रकारे घडतात.

1) शून्य गुरुत्वाकर्षणात, आपण जड वस्तू सहजपणे हलवू शकता आणि फक्त थोड्या प्रयत्नांनी स्वतःला हलवू शकता. खरे आहे, त्याच कारणास्तव, कोणत्याही वस्तू विशेषतः सुरक्षित केल्या पाहिजेत जेणेकरून ते ऑर्बिटल स्टेशनभोवती उडू नयेत आणि झोपेत असताना, अंतराळवीर भिंतीला जोडलेल्या विशेष पिशव्यामध्ये चढतात.

शून्य गुरुत्वाकर्षणात फिरायला शिकायला वेळ लागतो आणि नवशिक्या लगेच यशस्वी होत नाहीत. "ते त्यांच्या सर्व शक्तीने ढकलतात आणि त्यांच्या डोक्यावर आदळतात, तारांमध्ये अडकतात आणि असे बरेच काही, त्यामुळे ते अंतहीन आनंदाचे स्रोत आहे," अमेरिकन अंतराळवीरांपैकी एकाने या विषयावर सांगितले.

२) वजनहीन द्रव गोलाकार आकार धारण करतात. पाणी साठवणे शक्य होणार नाही, जसे की आपल्याला पृथ्वीवर उघड्या डब्यात, किटलीमधून ओतणे आणि कपमध्ये ओतणे आणि अगदी नेहमीच्या पद्धतीने आपले हात धुण्याची सवय आहे.

3) शून्य गुरुत्वाकर्षणाच्या स्थितीत ज्वाला खूपच कमकुवत असते आणि कालांतराने ती क्षीण होते. जर तुम्ही सामान्य परिस्थितीत मेणबत्ती लावली तर ती जळत नाही तोपर्यंत ती तेजस्वीपणे जळते. परंतु असे घडते कारण गरम झालेली हवा हलकी होते आणि वाढते, ऑक्सिजनने भरलेल्या ताजी हवेसाठी जागा बनते. शून्य गुरुत्वाकर्षणामध्ये, हवेचे संवहन पाळले जात नाही आणि कालांतराने, ज्योतीभोवतीचा ऑक्सिजन जळून जातो आणि ज्वलन थांबते.

सामान्य परिस्थितीत आणि शून्य गुरुत्वाकर्षणात (उजवीकडे) मेणबत्ती जाळणे

परंतु ऑक्सिजनचा सतत प्रवाह केवळ ज्वलनासाठीच नाही तर श्वासोच्छवासासाठी देखील आवश्यक आहे. म्हणून, जर अंतराळवीर गतिहीन असेल (उदाहरणार्थ, झोपलेला), तर हवा मिसळण्यासाठी डब्यात पंखा चालू असावा.

4) शून्य गुरुत्वाकर्षणात, अनन्य सामग्री मिळवणे शक्य आहे जे पार्थिव परिस्थितीत मिळवणे कठीण किंवा अगदी अशक्य आहे. उदाहरणार्थ, अल्ट्राप्युअर पदार्थ, नवीन मिश्रित पदार्थ, मोठे नियमित क्रिस्टल्स आणि अगदी औषधे. कक्षेत आणि मागे कार्गो वितरीत करण्याचा खर्च कमी करणे शक्य असल्यास, यामुळे अनेक तांत्रिक समस्यांचे निराकरण होईल.

5) ऑर्बिटल स्टेशनवर शून्य गुरुत्वाकर्षणात, काही पूर्वीचे अज्ञात प्रभाव प्रथमच शोधले गेले. उदाहरणार्थ, प्लाझ्मामधील स्फटिकासारखे दिसणाऱ्या रचनांची निर्मिती किंवा “झानिबेकोव्ह इफेक्ट” - जेव्हा एखादी फिरणारी वस्तू अचानक त्याच्या रोटेशनची अक्ष ठराविक अंतराने 180 अंशांनी बदलते.

झानिबेकोव्ह प्रभाव:

6) वजनहीनतेचा मानव आणि सजीवांवर लक्षणीय परिणाम होतो. शून्य गुरुत्वाकर्षणात जीवनाशी जुळवून घेणे शक्य असले तरी ते इतके सोपे नाही. प्रथमच स्वत: ला वजनहीन अवस्थेत शोधणे, एखादी व्यक्ती अंतराळातील अभिमुखता गमावते, चक्कर येते, कारण वेस्टिब्युलर उपकरण सामान्यपणे कार्य करणे थांबवते. शरीरातील इतर बदलांमध्ये शरीरातील द्रवपदार्थाचे पुनर्वितरण यांचा समावेश होतो, ज्यामुळे चेहरा फुगतो आणि नाक चोंदले जाते, मणक्यावरील भार कमी झाल्यामुळे उंची वाढते आणि वजनहीनता, स्नायू शोष आणि हाडे यांचा दीर्घकाळ संपर्क येतो. शक्ती गमावणे. नकारात्मक बदल कमी करण्यासाठी अंतराळवीरांना नियमितपणे विशेष व्यायाम करावे लागतात.

पृथ्वीवर परतल्यानंतर अंतराळवीरांना केवळ शारीरिकच नव्हे तर मानसिकदृष्ट्याही पूर्वीच्या परिस्थितीशी जुळवून घ्यावे लागते. ते, उदाहरणार्थ, सवयीमुळे एक ग्लास हवेत सोडू शकतात, हे विसरून की तो पडेल.

"वजनहीनतेचे भौतिकशास्त्र". ISS वरील अंतराळवीर आम्हाला सांगतात की भौतिकशास्त्राचे नियम वजनहीनतेच्या परिस्थितीत कसे कार्य करतात: