Найти тему
⚠️ Инженерные знания

В чём ошибка школьного стереотипа про невесомость на космической станции?

Примерно так
Примерно так

Если вас спросить, почему на космической станции присутствует невесомость, то вы, вероятнее всего, моментально ответите - "Всё дело в том, что сила тяготения на таком расстоянии от Земли настолько незначительная, что все тела испытывают ощущение невесомости". Так вас учили в школе. Или вы сами нашли для себя такое простое объяснение процесса и на этом успокоились.

Хотите я задам вам вопрос, который сломает этот стереотип? А на каком "таком" расстоянии от Земли?

Часто на уроках физики явление, наблюдаемое на космической станции,
объясняют именно посредством уменьшения силы тяготения. Те невероятные пузыри, которые представляют истинную форму жидкости, плавающие движения, еда в тюбиках и другие неизменные космические атрибуты - всё это результат того, что мы слишком далеко находимся от планеты.

Исходя из стандартной формулы, расстояние между спутником и планетой в традиционной закономерности с массами становится больше, вот и сила притяжения неприлично уменьшается.

Сила тяготения
Сила тяготения
Вот только если вы подставите численные значения в формулу, то окажется, что сила притяжения не настолько сильно и меняется, чтобы это привело к невесомости.

На самом деле то явление, которое мы ожидаем наблюдать на орбите, начнет проявлять себя гораздо дальше от нашей планеты.

Но означает ли это, что невесомости в космосе нет, а на космической станции всё работает как обычно? Что-то типа флага на Луне? Вовсе нет.

Дело в том, что невесомость может появляться по разным причинам. Одна из них - это отсутствие массивного тела, способного притягивать объекты. Но это только один из вариантов.

Для того, чтобы понять в чём дело, вспомним, что такое вес.

Вес тела в физике
Вес тела в физике

Вес в физике - это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Очевидно, что опора или подвес оказывают обратное действие на тело. Это явление мы ощущаем на Земле и привыкли к нему. Его мы именуем весом.

В воде ощущения уже другие. Космонавты даже тренируются в бассейнах с водой, чтобы имитировать невесомость. Ну а если резко убрать пол из под ног, то будут сказочные впечатления. Такие ощущения можно испытать в лифте, который начинает движение вниз. На мгновение чувствуется та самая невесомость.

Невесомость в лифте
Невесомость в лифте

Один из способов воссоздать невесомость на Земле - подняться на самолёте, а потом устроить свободное падение. Человек в салоне будет ощущать невесомость. Такой способ, кстати говоря, используется на практике в исследования. Но время тут сильно ограничено по очевидным причинам.

Извлечь из примера нам следует самое главное - невесомость может появиться в результате того, что тела падают и сила реакции опоры пропадает.
Логика движения по орбите
Логика движения по орбите

Космическая станция в пространстве тоже постоянно... падает. Мы разбирали это в ролике про первую космическую скорость.

Спутник движется по круговой орбите. Вспоминаем, что тут появляются и характерные для криволинейного движения особенности.

Нужно придать искусственному объекту на орбите такую скорость, чтобы был достигнут оптимальный баланс между падением и движением вперёд. При этом суть движения спутника по орбите - это постоянное падение. Посмотрите на схемку выше и сразу поймёте, о чём тут речь.

Если есть падение, то чем космическая станция не лифт в подъезде? Или не самолёт, падающий в небе?

Реакция опоры пропадает, только при этом это не мгновения, как на Земле в лифте или самолёте, а постоянное явление. Ведь и станция, и спутник при движении по орбите постоянно падают и мы сказали про это уже несколько раз. Это явление и приводит к тому, что мы наблюдаем невесомость. Поэтому, на космической станции присутствуют все характерные для этого признаки, а сила тяготения там хоть и меньше, но она всё равно ощущалась бы на практике.

---

⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!

👉💖 Ставьте лайки материалу, чтобы поддержать проект.

Подписывайтесь на ДЗЕН (!!!) и обязательно читайте статьи целиком!

Наука
7 млн интересуются