Чому космонавти на орбіті знаходяться в стані невагомості

На людини і на будь-яке тіло діє сила тяжіння Землі, відповідно до закону всесвітнього тяжіння Ньютона F = GmM / r ^ 2. Де М - маса Землі, r - відстань від цього тіла до центру Землі, G - гравітаційна стала. Якщо тіло знаходиться на поверхні Землі, то r = R, де R - радіус Землі. Отже, М - це маса всієї Землі, а не тільки її ядра. Силою тяжіння володіє вся Земля. За другим законом Ньютона F = gm. Будь-яке тіло падає на Землю з прискоренням вільного падіння g = GM / r ^ 2. А що таке вага тіла? Це сила, з якою тіло тисне на опору, на якій воно стоїть. А якщо ви вільно падаєте на Землю? З прискоренням g. Опори немає. Ваша вага дорівнює 0. Якщо не враховувати опір повітря. Ви практично в стані невагомості. Стан невагомості штучно створюють в літаку, коли тренують космонавтів. Для цього вимикаються двигуни літака і тоді літак і космонавт падають на Землю з однаковим прискоренням g. Космонавти «плавають» всередині літака і не тиснуть на будь-яку опору. Отже, щоб отримати стан невагомості, треба всього навсього падати на Землю.

А чому космонавти на МКС відчувають стан невагомості, вони там плавають всередині корабля (та й зовні, коли виходять з корабля назовні)? Тобто і космонавти і сам корабель знаходяться в стані невагомості. Виявляється, що вони теж весь час падають на Землю з прискоренням g. Правда, на висоті 350 км над поверхнею Землі (де літають космонавти) прискорення g дещо менше. Але це не грає значення. Радіус Землі дорівнює приблизно 6300 км, так що космонавти фактично знаходяться дуже близько до Землі. Але їх корабель і космонавти разом з ним ще рухаються по круговій орбіті навколо Землі зі швидкістю 8 км / с. Але ця швидкість весь час спрямована паралельно поверхні Землі. І якби корабель не падав на Землю вниз по вертикалі, то він полетів би по прямій лінії геть від Землі. Якщо скласти ці 2 швидкості (ці 2 вектора швидкостей), то і виходить рух не вниз на Землю і не в кращий бік від Землі, а по круговій орбіті. Мені найбільше подобається вираз: МКС весь час падає на Землю, але кожен раз промахується і пролітає повз Землю. Отже, і МКС і космонавти теж падають на Землю з однаковим прискоренням g, як і космонавти в падаючому літаку. Ось вони і відчувають стан невагомості. Можна пояснити невагомість і за допомогою відцентрової сили, але там тільки одна математика, а тут чиста фізика (що відбувається насправді).

Андрій В Б [152K]

Справжня причина і є одна. У зв'язку з віддаленістю від Землі. А якщо бути ну вже дуже точним, то від земного ядра. Адже саме ядро ​​володіє силою тяжіння. І природно, чим далі від ядра знаходиться предмет або тіло, тим менше на нього діє сила тяжіння. Це основна причина. Ну і відцентрова сила звичайно теж грає свою роль, - тут Ви безперечно праві. Можна до протидії притяганню додати і силу тяжіння інших космічних тіл. Адже віддаляючись від Землі, тіло або предмет тим самим наближається до інших космічних тіл. До Місяці наприклад або до Сонця. Ясна річ, що їх вплив мікроскопічно, але воно ж є і додається до інших протівосілам.