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失重本文重定向自 失重

物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。

产生原因

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

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

人感受到重力是由于万有引力给人一个向下的重力加速度。假如一个人站在电梯里,电梯以9m/s2加速度向下运动,当地的重力加速度是10m/s2。那么,人与电梯的相对加速度就是1m/s2。这样,人对电梯之间的压力相当于人站在地面上的1/10,人会有一种身体变轻的感觉,就是所谓的“失重”了。

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

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

失重下的现象

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

失重的影响

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

失重也可能使胎生动物包括人类无法正确地受孕。以人类为例,交配时血液可能无法顺畅地使阴茎勃起,而交配后精液也可能无法正确地流入子宫来触发受孕。

另外鸟类需要靠重力完成吞咽动作。

失重的利用

利用失重可以制造出一些特殊的工业材料。例如呈绝对球形的滚珠等等。

参见条目

参考书目

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

外部链接



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