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超重和失重会产生什么现象?

发布时间:2019-10-24 13:03 来源:未知 编辑:admin

  举例来说,假如我们一边乘电梯上楼,一边在里面用磅秤称体重。此时人会受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力。根据电梯运行的速度变化,磅秤上显示的重量,即视重,是不一样的。假如电梯匀速上升,磅秤上的视重就是人的实际重量即实重;假如电梯加速上升,磅秤上的视重就会超过人的实际重量,这就是超重现象;假如电梯减速上升,磅秤上的视重就会少于人的实际重量,这就是失重现象。类似地,假如电梯匀速下降、加速下降和减速下降,那么相应地人会处于实重、失重和超重3种状态。

  一般来说,超重和失重,就是物体在竖直方向做加速和减速运动时,对支持物的压力或者对悬挂物的拉力不等于所受重力的现象。当加速度的方向向上时,即加速上升或减速下降时,出现超重现象;当加速度的方向向下时,即减速上升或加速下降时,出现失重现象。

  我们向天上抛一块小石头,当小石头下落时,可以近似地把小石头看做是自由落体,它的加速度大约是10米/秒2,或者说每秒速率的改变为10,这叫做重力加速度(常用g表示),方向竖直向下。假如我们乘坐在一台以重力加速度的量值下降的电梯里称体重,此时磅秤上的视重就是零(按牛顿第二定律很容易算),这就叫完全失重状态。这只是打比方,实际上,任何一台电梯都不可能变成自由落体。不过,像玩蹦极游戏那样,用一根牢固而有弹性的绳子拴住人的脚或腰,然后从几十米的高空像自由落体似地往下跳,想必就能尝到完全失重的滋味。

  超重和失重现象,在航空航天领域更是普遍存在。火箭在升空时,加速度可以达到重力加速度的10倍,即10g,导弹则可以达到30g。为了预防超重现象引起的损害,必须事先加固航天器的各部分器件。对于人来讲,一般人对超重的承受力为38g,飞行员由于经过训练,可以承受46g。处于超重状态的人,心脏所受的力也相应增大,心脏中的血液也处于超重状态,为了维持正常的血液循环,心脏的负担也就比平时要大得多。原本心脏就不太好的人,最好不要冒这种险。此外,人在超重状态下还会受到神经、代谢、内分泌活动紊乱的“超重生理反应”的困扰,严重的会因脑缺氧而导致记忆力丧失。

  航天飞机在环绕地球的轨道上运行时,由于重力加速度会部分或全部地用来提供向心加速度,因而会处于失重或完全失重状态。这使得飞船里面的太空人的生活状态异乎寻常:他们不会发出打鼾的声音,因为失重,喉咙中的小舌头就不会下垂,也就不会因呼吸而引起振动发出鼾声。汤匙中的汤水不是想像的那样漂浮在空中,而是由于汤水的表面张力而附着在汤匙上。人出汗时,汗珠不会一滴滴地往下落,而只会汇聚在一起,融成一大团。

  失重给宇航员们无疑会增加很多麻烦。稍为蓬松些的衣服就会膨胀起来,必须穿紧身衣才行;食物要装进牙膏式的管子,然后挤进嘴里;喝水要用有密封盖子的特殊吸管;睡觉要钻进特制的睡盒内,并用绳带锁定;行走要穿带有钩子的鞋,以便钩住网状的地面;洗头和洗澡显然更加麻烦,于是成了非常难得的享受。长期生活在重力场中的人,一旦失去重力作用时,体液的流动会受到失重的影响,血液循环、心脏系统、泌尿系统都会出现反常变化。在太空中生活时间过长的人,还会出现骨质疏松、肌肉萎缩无力、红血球减少等症状,严重影响身体的健康。

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