Фізика для всіх - чому космонавти в космосі відчувають стан невагомості

Як Ви думаєте чому космонавти в космосі відчувають стан невагомості? Є велика ймовірність що відповісте неправильно. Відповідь на це питання ви дізнаєтеся далі.

На питання, чому предмети і космонавти в умовах космічного корабля постають в стані невагомості, багато людей дають таку відповідь:
1. У космосі відсутня сила тяжіння, тому вони нічого не важать.
2. Космос - це вакуум, а в вакуумі немає сили тяжіння.
3. Космонавти знаходяться занадто далеко від поверхні Землі, щоб на них могла діяти сила її тяжіння.

Всі ці відповіді невірні!
Головне, що потрібно розуміти це те, що в космосі Є сила тяжіння. Це досить поширене хибне уявлення. Що утримує Місяць на її орбіті навколо Землі? Сила тяжіння. Що утримує Землю на орбіті навколо Сонця? Сила тяжіння. Що не дозволяє галактик розлітатися в різні сторони? Сила тяжіння.

Сила тяжіння існує в космосі всюди!
Якби ви побудували на Землі вишку висотою 370 км (230 миль), приблизно як висота орбіти космічної станції, то сила тяжіння, що діє на вас нагорі вежі, була б майже такий же, як і на поверхні землі. Якби ви зважилися зробити крок з вишки, ви б кинулися до Землі точно так же, як це збирається зробити трохи пізніше в цьому році Фелікс Баумгартнер (Felix Baumgartner), коли зробить спробу здійснити стрибок з краю космосу. (Звичайно, при цьому ми не враховуємо низькі температури, які миттєво почнуть вас заморожувати, або як відсутність повітря або аеродинамічного опору буде вбивати вас, а падіння крізь шари атмосферного повітря змусить всі частини вашого тіла випробувати на власному досвіді, що таке "здерти три шкури ". І до того ж, раптова зупинка також завдасть вам масу незручностей).

Так, так чому ж космічна орбітальна станція або супутники, що знаходяться на орбіті, не падають на Землю, і чому космонавти і навколишні їх предмети всередині міжнародної космічної станції (МКС) або будь-якого іншого космічного корабля здаються плаваючими?

Виявляється, вся справа в швидкості!
Космонавти, сама міжнародна космічна станція (МКС) та інші об'єкти, що знаходяться на земній орбіті, не плавають, - насправді, вони падають. Але вони не падають на Землю через свою величезної орбітальної швидкості. Замість цього вони "падають навколо" Землі. Об'єкти на земній орбіті повинні рухатися зі швидкістю, щонайменше, 28,160 км / ч (17,500 миль на годину). Тому, як тільки вони прискорюються щодо Землі, сила тяжіння Землі відразу ж згинає і веде траєкторію їх руху вниз, і вони ніколи не подолають цей мінімум зближення із Землею. Оскільки космонавти мають таке ж прискорення, як і космічна станція, вони відчувають стан невагомості.

Трапляється, що ми теж можемо випробувати цей стан - короткочасно - на Землі, в момент падіння. Чи доводилося вам бувати на атракціоні "американські гірки", коли відразу після проходження найвищої точки ( "вершини гірки"), коли візок вже починає котитися вниз, ваше тіло піднімає c сидіння? Якби ви знаходилися в ліфті на висоті стоповерховий хмарочоса, і стався обрив троса, то поки ліфт падав, ви б парили в невагомості в кабіні ліфта. Звичайно, в цьому випадку фінал виявився б набагато драматичніше.

І потім, ви, ймовірно, чули про аероплані, що забезпечує стан невагомості ( "Vomit Comet") - аероплан KC 135, який НАСА використовує для створення короткочасних станів невагомості, для тренувань космонавтів і перевірки експериментів або обладнання в умовах невагомості (zero-G) , а також для здійснення комерційних польотів в невагомості, коли літак летить по параболічної траєкторії, як в атракціоні "американські гірки" (але з великими швидкостями і на великих висотах), проходить через вершину параболи і спрямовується вниз, то в моме т падіння літака створюються умови невагомості. На щастя, літак виходить з пікірування і вирівнюється.

Однак, давайте повернемося до нашої вишці. Якби замість звичайного кроку з вишки ви зробили стрибок з розбігу, ваша енергія, спрямована вперед, віднесла б вас далеко від вишки, в той же час, сила тяжіння знесла б вас вниз. Замість того, щоб приземлитися біля основи вишки, ви б приземлилися на відстані від неї. Якби при розбігу ви збільшили швидкість, ви змогли б стрибнути далі від вишки, перш ніж досягли б землі. Ну, а якби ви могли бігати так само швидко, як рухається по орбіті навколо Землі космічний корабель багаторазового використання і МКС, зі швидкістю 28,160 км / ч (17,500 миль на годину), то дугова траєкторія вашого стрибка зробила б коло навколо Землі. Ви б знаходилися на орбіті і відчували стан невагомості. Але ви б падали, не досягаючи поверхні Землі. Правда, скафандр і запаси повітря, придатного для дихання, вам все ж знадобилися б. А якби ви могли бігати зі швидкістю приблизно 40,555 км / ч (25,200 миль на годину), ви б вистрибнули одразу за межі Землі і почали обертатися навколо Сонця.

Міжнародна орбітальна космічна станція, космічний корабель багаторазового використання ( "Шаттл"), а також супутники спеціально спроектовані так, щоб залишатися на орбіті, не падаючи на землю і не зриваючись в космос. Вони роблять повний виток навколо Землі приблизно кожні 90 хвилин.

Тому, коли ви на орбіті, ви перебуваєте в стані вільного падіння і відчуваєте невагомість.

ТЕПЕР ВИ ЗНАЄТЕ ВСЕ !!