O que é isso - ausência de peso? Apresentação sobre o tema "física da ausência de peso" Mensagem sobre o tema ausência de peso

Peso como a força com que qualquer corpo atua sobre uma superfície, suporte ou suspensão. O peso surge devido à atração gravitacional da Terra. Numericamente, o peso é igual à força da gravidade, mas esta última é aplicada ao centro de massa do corpo, enquanto o peso é aplicado ao suporte.

A ausência de peso - peso zero, pode ocorrer se não houver força gravitacional, ou seja, o corpo estiver suficientemente afastado de objetos massivos que possam atraí-lo.

A Estação Espacial Internacional está localizada a 350 km da Terra. A esta distância, a aceleração da gravidade (g) é de 8,8 m/s2, o que é apenas 10% menor que na superfície do planeta.

Isso raramente é visto na prática - a influência gravitacional sempre existe. Os astronautas da ISS ainda são afetados pela Terra, mas lá há ausência de peso.

Outro caso de ausência de peso ocorre quando a gravidade é compensada por outras forças. Por exemplo, a ISS está sujeita à gravidade, ligeiramente reduzida devido à distância, mas a estação também se move numa órbita circular à velocidade de escape e a força centrífuga compensa a gravidade.

Ausência de peso na Terra

O fenômeno da ausência de peso também é possível na Terra. Sob a influência da aceleração, o peso corporal pode diminuir e até ficar negativo. O exemplo clássico dado pelos físicos é a queda de um elevador.

Se o elevador descer com aceleração, a pressão no piso do elevador e, portanto, o peso, diminuirá. Além disso, se a aceleração for igual à aceleração da gravidade, ou seja, o elevador cair, o peso dos corpos será zero.

O peso negativo é observado se a aceleração do movimento do elevador exceder a aceleração da gravidade - os corpos dentro dele “grudarão” no teto da cabine.

Este efeito é amplamente utilizado para simular a ausência de peso no treinamento de astronautas. A aeronave, equipada com câmara de treinamento, atinge uma altura considerável. Depois disso, ela mergulha ao longo de uma trajetória balística; na verdade, a máquina se nivela na superfície da Terra. Ao mergulhar de 11 mil metros, você consegue 40 segundos de ausência de peso, que é usado para treinamento.

Existe um equívoco de que essas pessoas realizam figuras complexas, como o “loop Nesterov”, para alcançar a ausência de peso. Na verdade, aeronaves de passageiros de produção modificada, incapazes de manobras complexas, são utilizadas para treinamento.

Expressão Física

A fórmula física do peso (P) durante o movimento acelerado de um suporte, seja um corpete em queda ou uma aeronave em mergulho, é a seguinte:

onde m é a massa corporal,
g – aceleração de queda livre,
a é a aceleração do suporte.

Quando g e a são iguais, P = 0, ou seja, a ausência de peso é alcançada.

Vivemos numa época em que os voos de naves espaciais ao redor da Terra, para a Lua e para outros planetas do sistema solar não são mais surpreendentes. Sabemos que durante o voo, os astronautas e todos os objetos nas naves espaciais estão num estado especial denominado estado de ausência de peso. Que tipo de estado é esse e pode ser observado na Terra? A ausência de peso é um fenômeno físico complexo. Para entendê-lo, você precisa se lembrar de algo do curso de física.

Assim, por peso de um corpo entendemos a força com que o corpo, devido à atração pela Terra, pressiona o suporte.

Imagine que o suporte e o corpo estão caindo livremente. Afinal, um suporte é também um corpo sobre o qual atua a gravidade. Qual será o peso do corpo neste caso: com que força o corpo atuará no suporte?

Vamos realizar um experimento. Vamos pegar um corpo pequeno e pendurá-lo em uma mola presa a um suporte fixo. Sob a influência da gravidade, o corpo começa a se mover para baixo, de modo que a mola se estica até que surja nela uma força elástica que equilibra a força da gravidade. Se você cortar o fio que prende a mola e o corpo, a mola e o corpo cairão. Você pode ver que durante o outono a tensão da primavera desaparece e ela volta ao tamanho original.

O que acontece? Quando uma mola com corpo cai, ela permanece esticada. Ou seja, o corpo em queda não atua sobre a mola que cai com ele. Nesse caso, o peso do corpo é zero, mas o corpo e a primavera caem, o que significa que a força da gravidade ainda atua sobre eles.

Da mesma forma, se o corpo e a base ou suporte sobre o qual o corpo se encontra caírem livremente, o corpo deixará de exercer pressão sobre a base ou suporte. Neste caso, o peso corporal será igual a zero.

Fenômenos semelhantes são observados em espaçonaves e satélites. O satélite que orbita a Terra, o astronauta e todos os corpos que estão dentro do satélite estão em queda livre contínua (parecem cair na Terra). Com isso, os corpos não pressionam o suporte durante a queda e não esticam a mola. Diz-se que tais corpos estão em estado de ausência de peso (“sem peso”, o peso é zero).

Corpos não presos na espaçonave “flutuam” livremente. O líquido derramado em um recipiente não pressiona o fundo e as paredes do recipiente, portanto não flui pelo orifício do recipiente. Os pêndulos do relógio ficam em qualquer posição em que forem deixados. O astronauta não precisa de nenhum esforço para manter o braço ou a perna estendidos. Sua ideia de onde está em cima e onde está embaixo desaparece. Se você fornecer a velocidade do corpo em relação à cabine do satélite, ele se moverá de maneira retilínea e uniforme até colidir com outros corpos.

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Lembre-se da definição de gravidade. Ela poderia desaparecer?

Como sabemos, a gravidade é a força com a qual a Terra atrai um corpo localizado em sua superfície ou próximo a esta superfície.

Peso corporal chamada de força com a qual esse corpo atua sobre um suporte horizontal ou estica a suspensão.

O peso não é uma força de natureza específica. Este nome é dado a um caso especial de manifestação de força elástica.

O peso atua diretamente no prato da balança de mola e estica a mola; sob a influência desta força, o jugo da balança da alavanca gira.
Vamos explicar isso com um exemplo simples.

Deixe o corpo A estar sobre um suporte horizontal B (Fig. 3.9), que pode servir como balança.
Denotamos a força da gravidade por , e a força de pressão do corpo no suporte (peso) por 1.
O módulo da força de reação do solo é igual ao módulo do peso 1 de acordo com a terceira lei de Newton.

A força é direcionada na direção oposta ao peso 1
A força de reação do solo não é aplicada ao suporte, mas ao corpo localizado nele.

Enquanto a força da gravidade se deve à interação do corpo com a Terra, o peso 1 aparece como resultado de uma interação completamente diferente - a interação do corpo A e do suporte B.
Portanto, o peso possui características que o distinguem significativamente da gravidade.

A característica mais importante do peso é que seu valor depende da aceleração com que o suporte se move.

Quando os corpos são transferidos do pólo para o equador, seu peso muda, pois devido à rotação diária da Terra, a balança com o corpo tem aceleração centrípeta no equador.
De acordo com a segunda lei de Newton, para um corpo localizado no equador, temos

onde N é a força de reação do solo igual ao peso corporal.

No pólo, o peso do corpo é igual à força da gravidade. Obviamente, no pólo o peso corporal é maior do que no equador.

Vamos nos concentrar em um caso mais simples.
Deixe o corpo estar em uma balança de mola em um elevador movendo-se com aceleração .
De acordo com a segunda lei de Newton

Direcionemos o eixo de coordenadas OY do sistema de referência associado à Terra verticalmente para baixo.
Vamos escrever a equação do movimento do corpo em projeção neste eixo:

ma y = F y + N y.

Se a aceleração for direcionada para baixo, então, expressando as projeções dos vetores em termos de seus módulos, obtemos ma = F - N. Como N = F 1, então ma = F - F 1.
A partir daqui fica claro que somente em a = 0 o peso é igual à força com que o corpo é atraído pela Terra (F 1 = F). Se a ≠ 0, então F 1 = F - ma = m(g - uma).

O peso do corpo depende da aceleração com que o suporte se move, e o aparecimento dessa aceleração equivale a uma mudança na aceleração da gravidade.
Se, por exemplo, o elevador for forçado a cair livremente, ou seja, a = g, então F 1 = m(g - g) = 0, o corpo está em estado de ausência de peso.

O início de um estado de ausência de peso para os corpos significa que os corpos não pressionam o suporte e, portanto, não são afetados pela força de reação do suporte; eles se movem apenas sob a influência da força da gravidade em direção à Terra.

A natureza da ausência de peso é a mesma para corpos num elevador e para corpos num satélite?

A essência mecânica da ausência de peso é que em um referencial que se move em relação à Terra com a aceleração da queda livre, todos os fenômenos causados pela gravidade na Terra desaparecem.

Muitas vezes foram realizados experimentos nos quais foi criado um estado de ausência de peso. Por exemplo, o avião acelera e, a partir de um determinado momento, move-se estritamente ao longo de uma parábola, aquela que estaria na ausência de ar.

Ao mesmo tempo, fenômenos inusitados são observados na cabine: o pêndulo congela em uma posição desviada, a água espirrada de um copo fica suspensa no ar como uma grande gota esférica, e ao lado dele todos os outros objetos, independentemente de sua massa e moldar, congelar, como se estivesse suspenso em fios invisíveis.

A mesma coisa acontece na cabine de uma espaçonave enquanto ela se move em órbita.
Em grandes altitudes acima da Terra quase não há ar, portanto não há necessidade de compensar sua resistência operando motores.
E o vôo não dura um minuto, mas muitos dias.

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CIÊNCIA DA RF

INSTITUIÇÃO MUNICIPAL DE EDUCAÇÃO ESCOLA SECUNDÁRIA Nº 4 nomeado após I.S. Preto RESUMO DE FÍSICA SOBRE O TEMA: SEM PESO

Trabalho concluído:

Aluno do ensino médio nº 4

10 classe "B" Khlusova Anastasia

Supervisor:

Lebedeva Natalya Yuryevna

Professor de física

Introdução
Capítulo 1. Peso corporal e ausência de peso
1.1. Peso corporal
1.2. Peso de um corpo movendo-se com aceleração
1.3. Ausência de peso
1.4. Isto é interessante
1.4.1. Chama em gravidade zero

Capítulo 2. Homem e ausência de peso

2.2. Operação em gravidade zero
2.3. Aplicação de desenvolvimentos espaciais na Terra
Conclusão
Literatura
Aplicativo

Introdução

O fenômeno da ausência de peso sempre despertou meu interesse. Claro, toda pessoa quer voar, e a ausência de peso é algo próximo do estado de vôo. Antes de iniciar a pesquisa, eu só sabia que a ausência de peso é uma condição que se observa no espaço, em uma nave espacial, em que todos os objetos voam e os astronautas não conseguem ficar de pé, como na Terra. A falta de peso é mais um problema para a astronáutica do que um fenômeno incomum. Durante um voo em uma espaçonave, podem surgir problemas de saúde e, após o pouso, os astronautas devem ser ensinados a andar e ficar de pé novamente. Assim, é muito importante saber o que é a ausência de peso e como ela afeta o bem-estar das pessoas que viajam no espaço sideral. Por isso, é necessário resolver esse problema criando programas que reduzam o risco dos efeitos adversos da ausência de peso no corpo. O objetivo do meu trabalho é dar o conceito de ausência de peso de uma forma complexa (ou seja, considerá-lo de diferentes ângulos), para notar a relevância deste conceito não apenas no âmbito do estudo do espaço exterior, o impacto negativo nos seres humanos , mas também no âmbito da possibilidade de utilizar tecnologia inventada na Terra para reduzir este impacto; realizar alguns processos tecnológicos difíceis ou impossíveis de implementar em condições terrestres. Objetivos deste ensaio:

Compreender o mecanismo de ocorrência deste fenómeno; Descreva este mecanismo matematicamente e fisicamente; Conte fatos interessantes sobre a ausência de peso; Compreender como o estado de ausência de peso afeta a saúde das pessoas numa nave espacial, numa estação, etc., ou seja, olhar para a ausência de peso do ponto de vista biológico e médico; Processar o material, organizá-lo de acordo com as regras geralmente aceitas; 6) Crie uma apresentação com base no material processado. As fontes que usei no processo de redação do meu ensaio foram livros didáticos, enciclopédias e a Internet.

Capítulo 1. Peso corporal e ausência de peso

1.1. Peso corporal

O conceito de peso corporal é amplamente utilizado na tecnologia e na vida cotidiana. Peso corporalé a força elástica total que atua na presença da gravidade em todos os suportes e suspensões. O peso do corpo P, ou seja, a força com que o corpo atua sobre o suporte, e a força elástica F Y com a qual o suporte atua sobre o corpo (Fig. 1), de acordo com a terceira lei de Newton, são iguais em magnitude e direção oposta: P = - F y Se o corpo está em repouso em uma superfície horizontal ou se move uniformemente e é influenciado apenas pela força da gravidade F T e pela força elástica F Y do lado do suporte, então do igualdade da soma vetorial dessas forças a zero a igualdade segue: FT = - F Y. Comparando as expressões P = -F y e FT = - F Y, obtemos P = FT, ou seja, o peso P de um corpo em um o suporte horizontal fixo é igual à força da gravidade F T, mas essas forças são aplicadas a corpos diferentes. Com o movimento acelerado do corpo e suporte, o peso P será diferente da força da gravidade F T. De acordo com a segunda lei de Newton, quando um corpo de massa m se move sob a influência da gravidade F T e da força elástica F y com aceleração a , a igualdade FT + F Y = ma é satisfeita. Das equações P = -F у e F Т + F У = ma obtemos: P = F Т – ma = mg – ma, ou P = m(g – a). Consideremos o caso do movimento do elevador quando a aceleração a é direcionada verticalmente para baixo. Se o eixo de coordenadas OY (Fig. 2) for direcionado verticalmente para baixo, então os vetores P, g e a serão paralelos ao eixo OY e suas projeções serão positivas; então a equação P = m(g – a) assumirá a forma: P y = m(g У – a У). Como as projeções são positivas e paralelas ao eixo coordenado, elas podem ser substituídas por módulos vetoriais: P = m(g – a). O peso de um corpo cuja direção de aceleração livre e queda e aceleração coincidem é menor que o peso de um corpo em repouso.

1.2. Peso de um corpo movendo-se com aceleração

Falando sobre o peso de um corpo em um elevador acelerado, são considerados três casos (exceto o caso de repouso ou movimento uniforme): Esses três casos não esgotam qualitativamente todas as situações. Faz sentido considerar o 4º caso para que a análise seja completa. (Na verdade, no segundo caso está implícito que um< g. Третий случай есть частный для второго при a = g. Случай a >g permaneceu sem ser examinado.) Para fazer isso, você pode fazer aos alunos uma pergunta que inicialmente os surpreende : “Como o elevador deve se mover para que uma pessoa possa andar no teto?” Os alunos rapidamente “adivinham” que o elevador deve se mover abaixo com aceleração grande g. Na verdade: com o aumento da aceleração do elevador descendo, de acordo com a fórmula P=mg-ma, o peso do corpo diminuirá. Quando a aceleração a se torna igual a g, o peso torna-se zero. Se continuarmos a aumentar a aceleração, podemos assumir que o peso corporal mudará de direção.

Depois disso, você pode representar o vetor de peso corporal na figura:

Este problema também pode ser resolvido na formulação inversa: “Qual será o peso de um corpo em um elevador descendo com aceleração a > g?” Essa tarefa é um pouco mais difícil porque... os alunos precisam superar a inércia do pensamento e trocar “para cima” e “para baixo”. Pode haver uma objeção de que o quarto caso não é discutido nos livros didáticos porque não ocorre na prática. Mas a queda do elevador também ocorre apenas em problemas, mas, mesmo assim, é considerada, pois é conveniente e útil. O movimento com aceleração direcionada para baixo ou para cima é observado não apenas em um elevador ou foguete, mas também ao mover um avião realizando acrobacias, bem como ao mover um corpo ao longo de uma ponte convexa ou côncava. O 4º caso considerado corresponde ao movimento ao longo de um “loop morto”. No seu ponto superior, a aceleração (centrípeta) é direcionada para baixo, a força de reação de suporte é direcionada para baixo e o peso corporal é direcionado para cima. Vamos imaginar uma situação: um astronauta sai da nave para o espaço e, com a ajuda de um motor de foguete individual, dá um passeio pelos arredores. Ao retornar, deixou o motor ligado um pouco demais, aproximou-se do navio com excesso de velocidade e bateu nele com o joelho. Isso vai machucá-lo? “Não vai: afinal, em gravidade zero, um astronauta é mais leve que uma pena”, é a resposta que você pode ouvir. A resposta está incorreta. Quando você caiu de uma cerca na Terra, você também estava em estado de leveza. Porque ao atingir a superfície terrestre você sentiu uma sobrecarga perceptível, tanto maior quanto mais forte o local em que caiu, e maior sua velocidade no momento do contato com o solo. A falta de peso e o peso nada têm a ver com o impacto. O que importa aqui é a massa e a velocidade, não o peso. E, no entanto, quando um astronauta atinge uma nave, não vai doer tanto quanto quando você atinge o solo (outras coisas sendo iguais: massas iguais, velocidades relativas e igual dureza dos obstáculos). A massa da nave é muito menor que a massa da Terra. Portanto, ao atingir a nave, uma parte notável da energia cinética do astronauta será convertida na energia cinética da nave, e menos deformação permanecerá. A nave ganhará velocidade adicional e a dor do astronauta não será tão forte.

1.3. Ausência de peso

Se um corpo junto com um suporte cai livremente, então a = g, então da fórmula P = m(g – a) segue-se que P = 0. O desaparecimento do peso quando o suporte se move com a aceleração da queda livre apenas sob a influência da gravidade é chamada ausência de peso . Existem dois tipos de ausência de peso. A perda de peso que ocorre a grandes distâncias dos corpos celestes devido ao enfraquecimento da gravidade é chamada de ausência de peso estática. E o estado em que uma pessoa se encontra durante um vôo orbital é a ausência de peso dinâmica. Eles parecem exatamente iguais. Os sentimentos da pessoa são os mesmos. Mas as razões são diferentes. Durante os voos, os astronautas lidam apenas com a ausência de peso dinâmica. A expressão “ausência de peso dinâmica” significa: “ausência de peso que ocorre durante o movimento”. Sentimos a atração da Terra apenas quando lhe resistimos. Somente quando “nos recusamos” a cair. E assim que “concordamos” em cair, a sensação de peso desaparece instantaneamente. Imagine - você está passeando com um cachorro, segurando-o por uma alça. O cachorro correu para algum lugar e puxou a alça. Você sente a tensão da correia – o “puxão” do cachorro – apenas enquanto resiste. E se você correr atrás do cachorro, a alça vai ceder e a sensação de atração vai desaparecer. A mesma coisa acontece com a gravidade da Terra. O avião está voando. Na cabine, dois paraquedistas se preparavam para saltar. A terra os puxa para baixo. E eles ainda estão resistindo. Descansamos os pés no chão do avião. Eles sentem a gravidade da Terra - as solas dos pés são pressionadas com força no chão. Eles sentem seu peso. “A alça está apertada.” Mas eles concordaram em seguir para onde a Terra os puxasse. Ficamos na beira da escotilha e pulamos. “A alça está flácida.” A sensação da gravidade da Terra desapareceu imediatamente. Eles ficaram sem peso. Pode-se imaginar uma continuação desta história. Ao mesmo tempo que os pára-quedistas, uma grande caixa vazia foi lançada do avião. E agora duas pessoas, que não abriram os pára-quedas, e uma caixa vazia estão voando lado a lado, na mesma velocidade, caindo no ar. Um homem estendeu a mão, pegou uma caixa que voava por perto, abriu a porta e entrou. Agora, de duas pessoas, uma voa para fora da caixa e a outra voa para dentro da caixa. Eles terão sensações completamente diferentes. Aquele que voa para fora vê e sente que está voando rapidamente. O vento assobia em seus ouvidos. A aproximação da Terra é visível à distância. E aquele que voava dentro da caixa fechou a porta e começou, empurrando as paredes, a “nadar” em volta da caixa. Parece-lhe que a caixa fica calmamente no chão e ele, tendo perdido peso, flutua no ar, como um peixe no aquário. A rigor, não há diferença entre os dois paraquedistas. Ambos voam em direção à Terra na mesma velocidade de uma pedra. Mas um diria: “Estou voando”, e o outro: “Estou flutuando no lugar”. Acontece que um é guiado pela Terra e o outro pela caixa em que voa. É exatamente assim que surge um estado de ausência de peso dinâmica na cabine de uma espaçonave. À primeira vista, isso pode parecer incompreensível. Parece que a nave espacial está voando paralelamente à Terra, como um avião. Mas em um avião voando horizontalmente não há ausência de peso. Mas sabemos que a espaçonave satélite está caindo continuamente. Parece muito mais uma caixa caída de um avião do que um avião. A ausência de peso dinâmica às vezes ocorre na Terra. Por exemplo, nadadores e mergulhadores que voam de uma torre para a água não têm peso. Os esquiadores ficam sem peso por alguns segundos durante um salto de esqui. Os paraquedistas que caem como pedras não têm peso até abrirem os pára-quedas. Para treinar os astronautas, eles criam ausência de peso no avião por trinta a quarenta segundos. Para isso, o piloto faz um “slide”. Ele acelera o avião, sobe abruptamente e desliga o motor. O avião começa a voar por inércia, como uma pedra atirada pela mão. Primeiro sobe um pouco, depois descreve um arco, diminuindo. Mergulha em direção à Terra. Todo esse tempo o avião está em queda livre. E durante todo esse tempo, a verdadeira ausência de peso reina em sua cabine. Em seguida, o piloto liga o motor novamente e cuidadosamente tira o avião do mergulho para o vôo horizontal normal. Quando você liga o motor, a leveza desaparece imediatamente. Em um estado de ausência de peso, a gravidade atua sobre todas as partículas de um corpo em estado de ausência de peso, mas não há forças externas aplicadas à superfície do corpo (por exemplo, reações de suporte) que possam causar pressão mútua de partículas umas sobre as outras . Um fenômeno semelhante é observado para corpos localizados em um satélite artificial da Terra (ou em uma espaçonave); esses corpos e todas as suas partículas, tendo recebido a velocidade inicial correspondente junto com o satélite, movem-se sob a influência das forças gravitacionais ao longo de suas órbitas com acelerações iguais, como se estivessem livres, sem exercer pressão mútua entre si, ou seja, estão em um estado de ausência de peso. Como um corpo em um elevador, eles são afetados pela força da gravidade, mas não há forças externas aplicadas às superfícies dos corpos que possam causar pressão mútua dos corpos ou de suas partículas entre si. Em geral, um corpo sob a influência de forças externas estará em estado de ausência de peso se: a) as forças externas atuantes forem apenas de massa (forças gravitacionais); b) o campo dessas forças de massa é localmente homogêneo, ou seja, as forças do campo conferem aceleração a todas as partículas do corpo em cada posição que são idênticas em magnitude e direção; c) as velocidades iniciais de todas as partículas do corpo são idênticas em magnitude e direção (o corpo se move translacionalmente). Assim, qualquer corpo cujas dimensões sejam pequenas em comparação com o raio da Terra, realizando movimento de translação livre no campo gravitacional da Terra, estará, na ausência de outras forças externas, num estado de ausência de peso. O resultado será semelhante para o movimento no campo gravitacional de quaisquer outros corpos celestes. Devido à diferença significativa entre as condições de ausência de peso e as condições terrestres em que os instrumentos e conjuntos de satélites artificiais da Terra, espaçonaves e seus veículos lançadores são criados e depurados, o problema da ausência de peso ocupa um lugar importante entre outros problemas da astronáutica. Isto é mais significativo para sistemas que possuem recipientes parcialmente cheios de líquido. Estes incluem sistemas de propulsão com motores de foguete de propelente líquido (motores a jato líquido), projetados para ativação repetida durante condições de voo espacial. Em condições de ausência de peso, o líquido pode ocupar uma posição arbitrária no recipiente, perturbando assim o funcionamento normal do sistema (por exemplo, o fornecimento de componentes dos tanques de combustível). Portanto, para garantir o lançamento de sistemas de propulsão líquida em condições de gravidade zero, são utilizados: separação das fases líquida e gasosa em tanques de combustível por meio de separadores elásticos; fixação de parte do líquido no dispositivo de admissão dos sistemas de grade (estágio foguete Agena); criar sobrecargas de curto prazo (“gravidade” artificial) antes de ligar o sistema de propulsão principal com a ajuda de motores de foguete auxiliares, etc. O uso de técnicas especiais também é necessário para separar as fases líquida e gasosa sob condições de ausência de peso em vários unidades do sistema de suporte de vida, em células a combustível do sistema de alimentação (por exemplo, coleta de condensado por sistema de mechas porosas, separação da fase líquida por centrífuga). Os mecanismos das espaçonaves (para abertura de painéis solares, antenas, para acoplamento, etc.) são projetados para operar em condições de gravidade zero. A ausência de peso pode ser usada para realizar certos processos tecnológicos difíceis ou impossíveis de implementar em condições terrestres (por exemplo, obtenção de materiais compósitos com estrutura uniforme em todo o volume, obtenção de corpos de formato esférico preciso a partir de material fundido devido às forças de tensão superficial , etc.). Pela primeira vez, um experimento de soldagem de vários materiais sob condições de ausência de gravidade no vácuo foi realizado durante o vôo da espaçonave soviética Soyuz-6 (1969). Uma série de experimentos tecnológicos (em soldagem, estudo do fluxo e cristalização de materiais fundidos, etc. ) foi realizado na estação orbital americana Skylab (1973). Os cientistas realizam vários experimentos no espaço, realizam experimentos, mas têm pouca ideia do resultado final dessas ações. Mas se algum experimento dá um determinado resultado, então ele deve ser verificado por muito tempo para, em última análise, explicar e aplicar na prática o conhecimento adquirido. Abaixo estão descrições de alguns experimentos e notícias interessantes sobre a ausência de peso que ainda estão sendo trabalhadas.

1.4. Isto é interessante

1.4.1. Chama em gravidade zero Na Terra, devido à gravidade, surgem correntes de convecção, que determinam a forma da chama. Eles levantam partículas quentes de fuligem, que emitem luz visível. Graças a isso vemos a chama. Na gravidade zero, não há correntes de convecção, as partículas de fuligem não sobem e a chama da vela assume uma forma esférica. Como o material da vela é uma mistura de hidrocarbonetos saturados, quando queimados liberam hidrogênio, que queima com chama azul. Os cientistas estão tentando entender como e por que o fogo se espalha em gravidade zero. O estudo das chamas em condições de gravidade zero é necessário para avaliar a resistência ao fogo de uma espaçonave e no desenvolvimento de meios especiais de extinção de incêndio. Desta forma você pode garantir a segurança dos astronautas e dos veículos.

1.4.2. A vibração de um líquido acelera sua ebulição em gravidade zero Em gravidade zero, a fervura torna-se um processo muito mais lento. No entanto, como descobriram os físicos franceses, a vibração do líquido pode levar à sua ebulição repentina. Este resultado tem implicações para a indústria espacial. Cada um de nós observou mais de uma vez a transição de fase de um líquido para um gás sob a influência de alta temperatura, ou seja, simplesmente, o processo de ebulição. Bolhas de vapor, escapando da fonte de calor, sobem e uma nova porção de líquido chega em seu lugar. Como resultado, a ebulição é acompanhada pela mistura ativa do líquido, o que aumenta muito a taxa de sua transformação em vapor. Um papel fundamental neste processo violento é desempenhado pela força de Arquimedes que atua sobre a bolha, que, por sua vez, existe devido à força da gravidade. Em condições de ausência de peso, não existe peso, não existe o conceito de “mais pesado” e “mais leve” e, portanto, bolhas de vapor aquecido não flutuarão em lugar nenhum. Uma camada de vapor se forma ao redor do elemento de aquecimento, o que impede a transferência de calor para todo o volume do líquido. Por esta razão, a ebulição de líquidos na ausência de gravidade (mas à mesma pressão, e não no vácuo!) Será completamente diferente da Terra. Uma compreensão detalhada deste processo é extremamente importante para o sucesso da operação de espaçonaves que transportam toneladas de combustível líquido a bordo. Para compreender esse processo, é muito importante entender quais fenômenos físicos podem acelerar a ebulição em gravidade zero. Um artigo recente de físicos franceses descreve os resultados de um estudo experimental sobre como as vibrações de alta frequência afetam as taxas de ebulição. Os pesquisadores escolheram o hidrogênio líquido, o combustível de foguete mais leve, como substância de trabalho. O estado de ausência de peso foi criado artificialmente, com a ajuda de um forte campo magnético não homogêneo, que apenas compensou a força da gravidade (leia sobre levitação magnética em nosso artigo Supercondutividade magnética: levitação em oxigênio líquido). A temperatura e a pressão da amostra foram selecionadas para que a transição de fase ocorresse o mais lentamente possível e todas as suas características pudessem ser percebidas. O principal resultado dos experimentos dos físicos franceses é que em condições de ausência de peso, a vibração acelera a transformação do líquido em vapor. Sob a influência da vibração, “ondulações volumétricas” aparecem dentro de um líquido levemente superaquecido: uma rede de pequenas bolhas de vapor no líquido, com frações de um milímetro de tamanho. No início, essas bolhas crescem lentamente, mas após 1-2 segundos do início da exposição, todo o processo acelera acentuadamente: o líquido literalmente ferve. Segundo os autores, existem duas razões para esse comportamento. Em primeiro lugar, embora as bolhas de vapor sejam pequenas, a viscosidade do líquido parece “mantê-las” no lugar, impedindo que se aproximem rapidamente umas das outras. Para bolhas grandes, a viscosidade fica em segundo plano e sua fusão e crescimento adicional tornam-se mais intensos. A segunda razão reside na própria essência das leis matemáticas que regem o movimento dos líquidos. Essas leis não são lineares, o que significa que as vibrações externas não apenas fazem com que o líquido “agite levemente”, mas também geram fluxos em grande escala nele. São esses fluxos, quando acelerados, que efetivamente misturam o volume de trabalho e levam à aceleração do processo. Os autores do trabalho enfatizam que o fenômeno que descobriram não é apenas de interesse aplicado, mas também puramente científico. Em seus experimentos, os fluxos hidrodinâmicos complexos que acompanham a evolução da rede de bolhas correm paralelamente à própria transição de fase. Ambos os fenómenos apoiam-se e reforçam-se mutuamente, levando a extrema instabilidade dos fluidos, mesmo em gravidade zero.

Fervura da água na Terra e em condições de ausência de peso (imagem de nasa.gov) Assim, tendo compreendido as causas da ausência de peso e as características deste fenômeno, podemos passar à questão do seu efeito no corpo humano.

Capítulo 2. Homem e ausência de peso

Estamos acostumados com nossa própria gravidade. Estamos acostumados com o fato de que todos os objetos ao nosso redor têm peso. Não podemos imaginar mais nada. Não apenas nossas vidas passaram em condições de peso. Toda a história da vida na Terra ocorreu nessas mesmas condições. A gravidade da Terra nunca desapareceu durante milhões de anos. Portanto, todos os organismos que vivem no nosso planeta há muito se adaptaram para suportar o seu próprio peso. Já na antiguidade, os ossos se formavam no corpo dos animais, que se tornavam suportes para seus corpos. Sem ossos, os animais sob a influência da gravidade “se espalhariam” pelo solo, como uma água-viva macia tirada da água e levada para a costa. Todos os nossos músculos se adaptaram ao longo de milhões de anos para mover o nosso corpo, superando a gravidade da Terra. E tudo dentro do nosso corpo está adaptado às condições de peso. O coração possui músculos poderosos projetados para bombear continuamente vários quilos de sangue. E se ainda fluir para baixo, para as pernas, facilmente, depois para cima, para a cabeça, deve ser aplicado com força. Todos os nossos órgãos internos estão suspensos por fortes ligamentos. Se eles não estivessem lá, o interior “rolaria” e se amontoaria. Devido ao peso constante, desenvolvemos um órgão especial, o aparelho vestibular, localizado no fundo da cabeça, atrás da orelha. Permite-nos sentir de que lado está a Terra, onde está o “cima” e onde está o “baixo”. O aparelho vestibular é uma pequena cavidade cheia de líquido. Eles contêm pequenas pedras. Quando uma pessoa fica de pé, as pedras ficam no fundo da cavidade. Se uma pessoa se deitar, as pedras rolarão e cairão na parede lateral. O cérebro humano sentirá isso. E uma pessoa, mesmo com os olhos fechados, dirá imediatamente onde está o fundo. Assim, tudo na pessoa está adaptado às condições em que ela vive na superfície do planeta Terra. Quais são as condições de vida para uma pessoa em um estado tão peculiar como a ausência de peso? É especialmente importante levar em conta a singularidade da ausência de peso durante o voo de uma espaçonave tripulada: as condições de vida de uma pessoa em estado de ausência de peso diferem acentuadamente das habituais na Terra, o que causa uma mudança em uma série de suas funções vitais. . Assim, a ausência de peso coloca o sistema nervoso central e os receptores de muitos sistemas analisadores (aparelho vestibular, aparelho músculo-articular, vasos sanguíneos) em condições operacionais incomuns. Portanto, a ausência de peso é considerada um estímulo integral específico que afeta o corpo humano e animal durante todo o voo orbital. A resposta a este estímulo são processos adaptativos em sistemas fisiológicos; o grau de sua manifestação depende da duração da ausência de peso e, em muito menor grau, das características individuais do organismo. Os efeitos adversos da ausência de peso no corpo humano durante o voo podem ser prevenidos ou limitados por vários meios e métodos (treinamento muscular, estimulação elétrica muscular, pressão negativa aplicada à metade inferior do corpo, meios farmacológicos e outros). Num voo com duração de cerca de 2 meses (segunda tripulação na estação americana Skylab, 1973), foi alcançado um elevado efeito preventivo principalmente devido ao treino físico dos astronautas. O trabalho de alta intensidade, que causou um aumento na frequência cardíaca para 150-170 batimentos por minuto, foi realizado em bicicleta ergométrica durante 1 hora por dia. A restauração da função circulatória e respiratória ocorreu 5 dias após o pouso. As alterações no metabolismo, distúrbios estatocinéticos e vestibulares foram leves. Um meio eficaz provavelmente será a criação de “peso” artificial a bordo da espaçonave, que pode ser obtido, por exemplo, construindo a estação na forma de uma grande roda giratória (ou seja, com movimento não translacional) e colocando áreas de trabalho em sua “borda”. Devido à rotação do “aro”, os corpos nele contidos serão pressionados contra sua superfície, que desempenhará o papel de “piso”, e a reação do “piso” aplicado às superfícies dos corpos criará artificial "gravidade". A criação de “gravidade” artificial em naves espaciais pode prevenir os efeitos adversos da falta de peso no corpo de animais e humanos. Para resolver uma série de problemas teóricos e práticos na medicina espacial, são amplamente utilizados métodos laboratoriais para simular a ausência de peso, incluindo limitar a atividade muscular, privar uma pessoa do apoio habitual ao longo do eixo vertical do corpo, reduzir a pressão arterial hidrostática, que é alcançada mantendo uma pessoa na posição horizontal ou em ângulo (cabeça para baixo), pernas), repouso contínuo prolongado na cama ou imersão de uma pessoa por várias horas ou dias em um ambiente líquido (denominado imersão). As condições de gravidade zero atrapalham a capacidade de estimar corretamente o tamanho dos objetos e a distância até eles, o que impede os astronautas de se orientarem no espaço circundante e pode levar a acidentes durante voos espaciais, segundo artigo de cientistas franceses publicado na revista Acta Astronáutica. Até o momento, acumularam-se muitas evidências de que os erros dos astronautas na determinação de distâncias não ocorrem por acaso. Freqüentemente, objetos distantes parecem mais próximos deles do que realmente estão. Cientistas do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica conduziram um teste experimental da capacidade de estimar distâncias em condições de ausência de peso criada artificialmente quando uma aeronave voa em uma parábola. Neste caso, a ausência de peso dura um período muito curto - cerca de 20 segundos. Usando óculos especiais, os voluntários viram uma imagem inacabada de um cubo e foram solicitados a completar o desenho da figura geométrica correta. Sob condições de gravidade normal, os sujeitos desenharam todos os lados como iguais, mas durante a ausência de gravidade não conseguiram completar o teste corretamente. Segundo os cientistas, esta experiência mostra que é a ausência de peso, e não a adaptação a longo prazo a ela, que deve ser considerada um factor importante que distorce a percepção. 2.1. Estudo dos problemas da vida no espaço O livro “Skylab Orbital Station”, escrito em 1977 pelos principais especialistas espaciais americanos, Professor E. Stuhlinger e Dr. L. Belew, diretores científicos do programa Skylab implementado pela NASA, fala sobre pesquisas realizadas na estação orbital sobre a influência do espaço espacial circundante, nas capacidades dos membros da tripulação. O programa de pesquisa biomédica cobriu as seguintes quatro áreas: experimentos médicos envolveram estudos aprofundados dos efeitos fisiológicos e do período de sua ação observados em voos anteriores. Os experimentos biológicos envolveram o estudo de processos biológicos fundamentais que podem ser afetados por condições de ausência de peso. Os experimentos biotécnicos tiveram como objetivo desenvolver a eficiência dos sistemas homem-máquina no trabalho no espaço e aprimorar a tecnologia de utilização de bioequipamentos. Aqui estão alguns tópicos de pesquisa:

estudo do equilíbrio salino; estudos biológicos de fluidos corporais; estudo das alterações no tecido ósseo; criando pressão negativa na parte inferior do corpo durante o vôo; obtenção de cardiogramas vetoriais; exames de sangue citogenéticos; estudos de imunidade; estudos de alterações no volume sanguíneo e na vida útil dos glóbulos vermelhos; estudos do metabolismo dos glóbulos vermelhos; estudo de efeitos hematológicos especiais; estudo do ciclo sono-vigília em condições de voo espacial; filmagens de astronautas durante determinadas operações de trabalho; medições de taxa metabólica; medir o peso corporal de um astronauta durante um voo espacial; pesquisa sobre o efeito da ausência de peso em células e tecidos humanos vivos. (Anexo 1) Uma grande quantidade de material científico e prático foi acumulada por cientistas e cosmonautas russos. É possível operar pessoas em gravidade zero? À primeira vista, esta questão parece incrível, mas, na verdade, muito é possível no nosso mundo! Isso mostrou que os cientistas conseguiram passar de experimentos, que muitas vezes apresentavam algumas deficiências e exigiam melhorias, para descobertas reais e conseguiram provar na prática que é possível operar uma pessoa em gravidade zero! 2.2. Operação no espaço Médicos franceses, liderados pelo professor Dominique Martin, de Bordeaux, realizaram a primeira operação cirúrgica do mundo em gravidade zero. O experimento foi realizado a bordo do avião A-300 em um módulo especialmente equipado. Estiveram presentes três cirurgiões e dois anestesistas, que tiveram que retirar um tumor gorduroso no braço de um paciente voluntário, Philippe Sancho, de 46 anos. Como disse o professor Marten, a tarefa dos médicos não era demonstrar conquistas técnicas, mas testar a viabilidade da operação em gravidade zero. “Simulamos uma situação correspondente às condições espaciais e agora sabemos que uma pessoa pode ser operada no espaço sideral sem complicações graves”, acrescentou o cirurgião. Segundo ele, a operação para retirada do tumor durou menos de 10 minutos no total. O regime de vôo de três horas a bordo do A-300 foi projetado de tal forma que durante esse tempo um estado de ausência de peso foi criado 32 vezes, com cada fase durando cerca de 20 segundos. “Se ficássemos continuamente em estado de ausência de peso durante duas horas, poderíamos operar uma apendicite”, disse o professor Marten. A próxima etapa do experimento, que está prevista para ser realizada em cerca de um ano, será uma operação cirúrgica, que deverá ser realizada por um robô médico controlado por comandos de uma base terrestre. 2.3. Aplicação de desenvolvimentos espaciais na Terra Movemo-nos cada vez menos e parecemos cada vez mais astronautas flutuando em gravidade zero. De qualquer forma, vivenciamos todas as desvantagens da diminuição da atividade física que os astronautas sofrem integralmente. Para aqueles que trabalham em órbita, os cientistas descobriram várias maneiras de combatê-los. Como se descobriu recentemente, na Terra, algumas dessas invenções colocam em pé até mesmo aqueles que nunca andaram. “No espaço e na Terra, os fatores de influência são semelhantes, portanto, os métodos de neutralizar os efeitos que se desenvolvem na ausência de gravidade revelaram-se aplicáveis na vida cotidiana”, diz Inessa Benediktovna KOZLOVSKAYA, chefe do departamento de fisiologia sensório-motora e prevenção do Instituto de Problemas Médicos e Biológicos. - A diminuição da atividade física (hipocinesia) está se tornando um fator preponderante na vida da nossa sociedade: paramos de nos mover. Um pesquisador americano monitorou a atividade muscular diária em pessoas de diferentes profissões e em animais. Descobriu-se que nossa atividade, comparada com a atividade de qualquer criatura viva (ratos, gatos, cães, macacos), é duas ordens de grandeza menor. Estamos no limiar de uma doença hipocinética, uma doença de destreinamento profundo, cuja expressão mais marcante vimos entre os astronautas em 1970. Ao retornarem de um vôo de 17 dias, eles realmente não conseguiam ficar de pé nem se mover, tinham dificuldade até para respirar, pois os músculos respiratórios também estavam destreinados. “Simulamos o efeito da ausência de peso na Terra usando imersão a seco”, diz Irina Valerievna SAENKO, pesquisadora sênior, chefe do Departamento de Fisiologia Clínica do Centro de Pesquisa Estadual da Federação Russa, Instituto de Problemas Biomédicos, Academia Russa de Ciências. - Para isso, uma fina película impermeável de tamanho significativamente maior que a superfície da água é colocada em uma piscina d'água, e a pessoa é imersa na água, sendo separada dela. Ao mesmo tempo, ele fica privado de apoio e vemos como os distúrbios motores começam a se desenvolver imediatamente: a postura e a coordenação dos atos motores sofrem. Ele fica de pé de forma instável, anda mal e desajeitadamente e tem dificuldade em realizar operações precisas. Para prevenir esses distúrbios, foi proposto estimular as áreas de apoio dos pés aplicando uma carga aproximadamente igual à que ocorre no solo durante a posição em pé e a caminhada. Além disso, são utilizados outros métodos eficazes de tratamento de pessoas em condições terrestres, por exemplo, o traje Penguin começou a ser introduzido na medicina terrestre em 1992 (é usado no espaço há mais de 20 anos), alta frequência e alta frequência. estimulação elétrica de intensidade para o tratamento de crianças, pacientes com paralisia cerebral e pessoas que ficam muito tempo acamadas por motivo de doença. Assim, o segundo e último capítulo do ensaio chegou ao fim. Depois de apresentar todo o material, gostaria de passar à conclusão. CONCLUSÃO Assim, para concluir o meu trabalho, gostaria de relembrar mais uma vez as principais disposições do resumo, que revelam a essência do tema:

A ausência de peso ocorre quando um corpo cai livremente junto com um suporte, ou seja, a aceleração do corpo e do suporte é igual à aceleração da gravidade; 2) Existem dois tipos de ausência de peso: estática e dinâmica; 3) A ausência de peso pode ser usada para implementar alguns processos tecnológicos que são difíceis ou impossíveis de implementar em condições terrestres; 4) O estudo das chamas em condições de gravidade zero é necessário para avaliar a resistência ao fogo de uma espaçonave e no desenvolvimento de meios especiais de extinção de incêndio; 5) Uma compreensão detalhada do processo de ebulição de líquidos no espaço é extremamente importante para a operação bem-sucedida de espaçonaves que transportam toneladas de combustível líquido a bordo; 6) O efeito da ausência de peso no corpo é negativo, pois provoca alterações em várias de suas funções vitais. Isso pode ser corrigido criando gravidade artificial na espaçonave, limitando a atividade muscular dos astronautas, etc. 7) Uma pessoa pode ser operada no espaço sideral, em condições de ausência de peso. Isto foi comprovado por médicos franceses liderados pelo professor Dominique Martin, de Bordeaux. Assim, você pode encontrar muitas informações diferentes sobre a ausência de peso, mas acho que no meu trabalho o material é apresentado com bastante detalhe, pois é examinado sob dois pontos de vista diferentes: físico e médico. O resumo também contém descrições de alguns experimentos que os cientistas conduziram em condições de ausência de peso. Isso, na minha opinião, dá uma ideia clara da ausência de peso, do mecanismo de sua ocorrência, das características desse fenômeno e do efeito no corpo. Dois pontos de vista sobre o fenômeno da ausência de peso - o físico e o médico - são complementares, pois a medicina é impossível sem a física!

Literatura

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RIA Notícias

http://24.ua/news/show/id/66415.htm

APLICATIVO

Anexo 1

Arroz. 1. Experimentos para monitorar mudanças na massa dos astronautas:
a - medição da massa de resíduos; b - medição do peso corporal dos astronautas; c - medição do consumo alimentar

Arroz. 2. Dispositivo para determinação da massa de amostras em condições de gravidade zero:
1 - revestimento elástico

Arroz. 3. Treinamento de solo em dispositivo para criar pressão negativa na parte inferior do corpo dos astronautas:
1 - aparelho para criação de pressão negativa na parte inferior do corpo dos astronautas; 2 - aparelho para determinação da pressão arterial; 3 - aparelho para obtenção de eletrocardiogramas vetoriais

Arroz. 4. Trabalhando com o dispositivo LBNP a bordo da estação Skylab (foto)

Arroz. 5. Estudo do funcionamento do aparelho vestibular em cadeira giratória

Arroz. 6. Medição do peso corporal

Arroz. 7. Estudo do efeito da ausência de peso nas células e tecidos humanos vivos

Arroz. 8. Estudo do sono e das reações durante o sono dos astronautas

Arroz. 9. Estudo das características metabólicas de um astronauta durante experimentos em bicicleta ergométrica:
1 - bicicleta ergométrica; 2 - analisador metabólico: 3 - bocal; 4 - mangueira; 5 - sonda para medição de temperatura; 6 – eletrodos

Mecanismos de regulação do estado de oxigênio em humanos sob condições de simulação dos efeitos da ausência de peso e ao usar métodos de terapia intensiva 14h00 32 Aviação, medicina espacial e marinha 14h00 37 Anestesiologia e reanimação
Resumo da dissertação
O trabalho foi realizado no Centro Científico Estadual da Federação Russa - Instituto de Problemas Médicos e Biológicos da Academia Russa de Ciências (SSC RF - IMBP RAS)
Condições para criar simulação de ausência de peso e estudar a orientação espacial, crescimento e desenvolvimento do trigo durante testes de solo de um protótipo de estufa espacial com superfície de pouso convexa
Estudar
CONDIÇÕES PARA CRIAÇÃO DE SEM PESO SIMULADA E ESTUDO DE ORIENTAÇÃO ESPACIAL, CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO DE TRIGO DURANTE TESTES DE SOLO DE UM PROTÓTIPO DE ESTUFA ESPACIAL COM SUPERFÍCIE DE ATERRAGEM CONVEXA
Resumo da aula de física: "Peso corporal. Ausência de peso. Sobrecargas"
Abstrato
Objetivos da aula: repetir o conceito de peso corporal, estabelecer como o peso de um corpo muda quando ele se move com aceleração, considerar qual é a causa da falta de peso e das sobrecargas.
Tema da sessão de treinamento: “Gravidade e peso corporal. Ausência de peso"
Solução
Metas e objetivos da sessão de treinamento: melhorar o conhecimento sobre a interação gravitacional, introduzir as grandezas físicas “gravidade”, “peso corporal”, formar ideias sobre o fenômeno da ausência de peso, desenvolver a capacidade de isolar a ação
Nikolai Nosov. Não sei na Lua
Documento
De acordo com o projeto do arquiteto Vertibutylkin, até dois edifícios giratórios foram construídos na rua Kolokolchikov.

Estamos acostumados com o fato de que todos os objetos ao nosso redor têm peso. Isso acontece porque a força da gravidade os atrai para a Terra. Mesmo que voemos de avião ou saltemos de paraquedas, o peso não desaparece de nós. Mas o que acontece se o peso desaparecer, quando isso acontece e que fenômenos interessantes são observados em condições de ausência de peso? Sobre tudo isso - neste post.

A lei da gravitação universal, descoberta por Newton, afirma que todos os corpos com massa são atraídos uns pelos outros. Para corpos com massa pequena, tal atração praticamente não é perceptível, mas se um corpo tiver uma massa grande, como o nosso planeta Terra (e sua massa em quilogramas é expressa em um número de 25 dígitos), então a atração se torna perceptível. Portanto, todos os objetos são atraídos pela Terra - se você os levantar, eles caem e, quando caem, a gravidade os pressiona contra a superfície. Isso leva ao fato de que tudo na Terra tem peso, até o ar é pressionado contra a Terra pela força da gravidade e com seu peso pressiona tudo que está em sua superfície.

Quando o peso pode desaparecer? Ou quando a força da gravidade não atua sobre o corpo, ou quando atua, mas nada impede que o corpo caia livremente. Embora a força da gravidade diminua com a distância da Terra, mesmo a uma altitude de centenas e milhares de quilômetros ela permanece forte, portanto, livrar-se da força da gravidade não é fácil. Mas é bem possível encontrar-se em estado de queda livre.

Por exemplo, você pode ficar em um estado de ausência de peso se estiver em um avião se movendo ao longo de uma trajetória especial - assim como um corpo que não seria prejudicado pela resistência do ar.

Tudo se parece com isto:

É claro que o avião não pode se mover nessa trajetória por muito tempo, porque irá colidir com o solo. Portanto, apenas os astronautas que vivem em uma estação orbital enfrentam estadias de longo prazo em condições de ausência de gravidade. E eles precisam se acostumar com o fato de que muitos fenômenos que nos são familiares em condições de ausência de peso ocorrem de maneira completamente diferente da Terra.

1) Em gravidade zero, você pode mover facilmente objetos pesados e se mover com apenas um pouco de esforço. É verdade que, pelo mesmo motivo, quaisquer objetos devem ser especialmente protegidos para que não voem ao redor da estação orbital e, enquanto dormem, os astronautas sobem em bolsas especiais fixadas na parede.

Aprender a se mover em gravidade zero leva tempo e os iniciantes não conseguem imediatamente. “Eles empurram com toda a força e batem a cabeça, ficam presos em fios e assim por diante, então é uma fonte de diversão sem fim”, disse um dos astronautas americanos sobre o assunto.

2) Os líquidos sem gravidade assumem uma forma esférica. Não será possível armazenar água, como estamos acostumados na Terra, em um recipiente aberto, tirar de uma chaleira e despejar em um copo, e até lavar as mãos da maneira usual.

3) A chama em condições de gravidade zero é muito fraca e desaparece com o tempo. Se você acender uma vela em condições normais, ela queimará intensamente até se extinguir. Mas isso acontece porque o ar aquecido fica mais leve e sobe, abrindo espaço para o ar fresco saturado de oxigênio. Na gravidade zero, a convecção do ar não é observada e, com o tempo, o oxigênio ao redor da chama se esgota e a combustão para.

Acendendo uma vela em condições normais e em gravidade zero (direita)

Mas um fluxo constante de oxigênio é necessário não apenas para a combustão, mas também para a respiração. Portanto, se o astronauta estiver imóvel (por exemplo, dormindo), um ventilador deverá estar funcionando no compartimento para misturar o ar.

4) Em gravidade zero, é possível obter materiais únicos, difíceis ou mesmo impossíveis de obter em condições terrestres. Por exemplo, substâncias ultrapuras, novos materiais compósitos, grandes cristais regulares e até medicamentos. Se fosse possível reduzir o custo de entrega de carga em órbita e de volta, isso resolveria muitos problemas tecnológicos.

5) Em gravidade zero a bordo da estação orbital, alguns efeitos até então desconhecidos foram descobertos pela primeira vez. Por exemplo, a formação de estruturas semelhantes às cristalinas no plasma, ou o “efeito Dzhanibekov” - quando um objeto em rotação muda repentinamente seu eixo de rotação em 180 graus em determinados intervalos.

Efeito Dzhanibekov:

6) A ausência de peso tem um impacto significativo nos seres humanos e nos organismos vivos. Embora seja possível adaptar-se à vida em gravidade zero, não é tão fácil. Ao se encontrar pela primeira vez em estado de ausência de peso, a pessoa perde a orientação no espaço, ocorre tontura, pois o aparelho vestibular deixa de funcionar normalmente. Outras mudanças no corpo incluem uma redistribuição de fluidos no corpo, o que faz com que o rosto inche e o nariz fique entupido, aumento de altura devido à perda de carga na coluna e com exposição prolongada à falta de peso, atrofia de músculos e ossos perder força. Para reduzir as mudanças negativas, os astronautas precisam realizar exercícios especiais regularmente.

Depois de regressar à Terra, os astronautas têm de se readaptar às condições anteriores, não só fisicamente, mas também psicologicamente. Podem, por exemplo, por hábito deixar um copo no ar, esquecendo que ele vai cair.

"Física da Ausência de Peso". Os astronautas da ISS nos contam como as leis da física funcionam em condições de ausência de gravidade:

O que é isso - ausência de peso? Apresentação sobre o tema "física da ausência de peso" Mensagem sobre o tema ausência de peso

Ausência de peso na Terra

Expressão Física

Mecanismos de regulação do estado de oxigênio em humanos sob condições de simulação dos efeitos da ausência de peso e ao usar métodos de terapia intensiva 14h00 32 Aviação, medicina espacial e marinha 14h00 37 Anestesiologia e reanimação

Condições para criar simulação de ausência de peso e estudar a orientação espacial, crescimento e desenvolvimento do trigo durante testes de solo de um protótipo de estufa espacial com superfície de pouso convexa

Resumo da aula de física: "Peso corporal. Ausência de peso. Sobrecargas"

Tema da sessão de treinamento: “Gravidade e peso corporal. Ausência de peso"

Nikolai Nosov. Não sei na Lua