Въпроси за викторина. Как се държат пясъчните часовници в безтегловност? пясъчен часовник. Защо чашите, оцелели до днес в древните сгради, се оказват по-дебели отдолу? Топлият въздух се издига. Защо е по-топло в долната тропосфера?

Веднага щом хората за първи път вдигнаха глави и приковаха очи към нощното небе, те бяха буквално очаровани от светлината на звездите. Това очарование е довело до хиляди години работа върху теории и открития, свързани с нашата слънчева система и откритите в нея космически тела. Въпреки това, както във всяка друга област, знанията за космоса често се основават на неверни заключения и погрешни тълкувания, които впоследствие се приемат за чиста монета. Като се има предвид, че темата за астрономията беше много популярна не само сред професионалистите, но и сред любителите, лесно е да се разбере защо от време на време тези погрешни схващания са здраво вкоренени в съзнанието на обществото.

Много хора вероятно са чували албума на Pink Floyd The Dark Side of the Moon и самата идея, че Луната има тъмна страна, стана много популярна сред обществото. Единственото нещо е, че луната няма тъмна страна. Този израз е едно от най-разпространените погрешни схващания. И причината за това е свързана с начина, по който Луната се върти около Земята, както и с факта, че Луната винаги е обърната към нашата планета само с една страна. Но въпреки факта, че виждаме само едната му страна, често ставаме свидетели на това, че някои части от нея стават по-светли, а други са покрити с тъмнина. Като се има предвид това, беше логично да се предположи, че същото правило ще важи и за другата й страна.

По-правилното определение би било "обратната страна на луната". И дори да не го виждаме, той не винаги остава тъмен. Работата е там, че източникът на сиянието на Луната в небето не е Земята, а Слънцето. Дори и да не можем да видим обратната страна на Луната, тя също е осветена от Слънцето. Случва се циклично, точно както на Земята. Вярно, този цикъл продължава малко по-дълго. Един пълен лунен ден е еквивалентен на около две земни седмици. Два интересни факта след това. Лунните космически програми никога не са кацали от онази страна на Луната, която винаги е обърната от Земята. Пилотирани космически мисии никога не са летели по време на нощния лунен цикъл.

Влиянието на луната върху приливите и отливите

Едно от най-често срещаните погрешни схващания е свързано с това как действат приливните сили. Повечето хора разбират, че тези сили зависят от Луната. И е истина. Много хора обаче все още погрешно вярват, че само Луната е отговорна за тези процеси. С прости думи, приливните сили могат да бъдат контролирани от гравитационните сили на всяко близко космическо тяло с достатъчен размер. И въпреки че Луната има голяма маса и се намира близо до нас, тя не е единственият източник на това явление. Слънцето също оказва известно влияние върху приливните сили. В същото време комбинираният ефект на Луната и Слънцето се засилва значително в момента на подравняване (в една линия) на тези два астрономически обекта.

Въпреки това, Луната има по-голямо влияние върху тези земни процеси, отколкото Слънцето. Това е така, защото въпреки огромната разлика в масата, Луната е по-близо до нас. Ако един ден Луната бъде унищожена, безпокойството на океанските води изобщо няма да спре. Самото поведение на приливите обаче определено ще се промени значително.

Слънцето и луната са единствените космически тела, които могат да се видят през деня

Какъв астрономически обект можем да видим в небето през деня? Точно така, слънцето. Много хора са виждали луната повече от веднъж през деня. Най-често се наблюдава или рано сутрин, или когато едва започва да се стъмва. Повечето хора обаче вярват, че само тези космически обекти могат да се видят в небето през деня. Страхувайки се за здравето си, хората обикновено не гледат към Слънцето. Но до него през деня можете да намерите нещо друго.

В небето има още един обект, който може да се види в небето дори през деня. Този обект е Венера. Когато погледнете нощното небе и видите върху него ясно изпъкнала светеща точка, знайте, че най-често виждате Венера, а не някаква звезда. Фил Плейт, колумнист за лоша астрономия в Discover, е съставил кратко ръководство за намиране както на Венера, така и на Луната в дневното небе. Авторът в същото време съветва да бъдете много внимателни и да се опитате да не гледате към Слънцето.

Пространството между планетите и звездите е празно

Когато говорим за пространство, веднага си представяме безкрайно и студено пространство, изпълнено с празнота. И въпреки че добре знаем, че процесът на формиране на нови астрономически обекти продължава във Вселената, много от нас са сигурни, че пространството между тези обекти е напълно празно. Защо да се учудвате, ако самите учени са вярвали в това много дълго време? Ново изследване обаче показа, че във Вселената има много по-интересно, отколкото може да се види с просто око.

Не толкова отдавна астрономите откриха тъмната енергия в космоса. И именно тя, според много учени, кара Вселената да продължава да се разширява. Освен това скоростта на това разширяване на пространството непрекъснато се увеличава и според изследователите след много милиарди години това може да доведе до "разкъсване" на Вселената. Мистериозната енергия в един или друг обем е достъпна почти навсякъде – дори в самата структура на пространството. Физиците, изучаващи този феномен, вярват, че въпреки наличието на много мистерии, които все още не са решени, самото междупланетно, междузвездно и дори междугалактическо пространство изобщо не е толкова празно, колкото сме си го представяли преди.

Имаме ясна представа за всичко, което се случва в нашата слънчева система

Дълго време се смяташе, че в нашата слънчева система има девет планети. Последната планета беше Плутон. Както знаете, статусът на Плутон като планета наскоро беше поставен под въпрос. Причината за това е, че астрономите започнаха да откриват обекти в Слънчевата система, чийто размер корелира с размера на Плутон, но тези обекти се намират в така наречения астероиден пояс, разположен точно зад бившата девета планета. Това откритие бързо промени разбирането на учените за това как изглежда нашата слънчева система. Съвсем наскоро беше публикувана теоретична научна статия, която предполага, че още два космически обекта, по-големи от Земята и около 15 пъти нейната маса, могат да се съдържат в Слънчевата система.

Тези теории се основават на изчисления на броя на различни орбити на обекти в Слънчевата система, както и на техните взаимодействия помежду си. Въпреки това, както е посочено в документа, науката все още не разполага с подходящи телескопи, които биха помогнали да се докаже или опровергае това мнение. И докато подобни твърдения може да изглеждат като чаени листа, със сигурност е ясно (благодарение на много други открития), че във външните части на нашата слънчева система има много по-интересно, отколкото предполагахме преди. Нашата космическа технология непрекъснато се развива и ние изграждаме все по-модерни телескопи. Вероятно един ден те ще ни помогнат да намерим нещо, което преди това не беше забелязано в задния двор на къщата ни.

Температурата на слънцето постоянно се повишава

Според една от най-популярните "теории на конспирацията" влиянието на слънчевата светлина върху Земята се увеличава. Това обаче не се дължи на замърсяването на околната среда и някакво глобално изменение на климата, а на факта, че температурата на Слънцето се повишава. Това твърдение е частично вярно. Този растеж обаче зависи от това коя е годината в календара.

От 1843 г. учените непрекъснато документират слънчевите цикли. Благодарение на това наблюдение те разбраха, че нашето Светило е доста предвидимо. В определен цикъл на своята активност температурата на Слънцето се повишава до определена граница. Цикълът се променя и температурата започва да намалява. Според учени от НАСА всеки слънчев цикъл продължава около 11 години и последните 150 изследователи са проследили всеки от тях.

Въпреки че много неща за нашия климат и връзката му със слънчевата активност все още са загадка за учените, науката има доста добра представа кога да очакваме увеличение или намаляване на тази слънчева активност. Периодите на нагряване и охлаждане на Слънцето се наричат ​​слънчев максимум и слънчев минимум. Когато Слънцето е на максимум, цялата слънчева система става по-топла. Този процес обаче е съвсем естествен и се случва на всеки 11 години.

Астероидното поле на Слънчевата система е подобно на мина

В класическа сцена от Междузвездни войни Хан Соло и неговите приятели на борда трябваше да се скрият от преследвачите си в астероидно поле. В същото време беше обявено, че шансовете за успешно преминаване на това поле са 3720 към 1. Тази забележка, както и ефектната компютърна графика, оставиха настрана в съзнанието на хората мнението, че астероидните полета са подобни на мини и почти невъзможно е да се предвиди успехът на тяхното пресичане. Всъщност тази забележка е неправилна. Ако Хан Соло трябваше да пресече астероидно поле в реалния живот, тогава най-вероятно всяка промяна в траекторията на полета ще се случи не повече от веднъж седмично (а не веднъж в секунда, както е показано във филма).

Защо питаш? Да, защото пространството е огромно и разстоянията между обектите в него като правило са еднакво много големи. Например, астероидният пояс в нашата слънчева система е много разпръснат, така че в реалния живот Хан Соло, както и самият Дарт Вейдър с цяла флота от звездни разрушители, не биха били трудни да го прекосят. Същите астероиди, които бяха показани в самия филм, най-вероятно са резултат от сблъсък между две гигантски небесни тела.

Експлозии в космоса

Има две много популярни погрешни схващания за това как принципът на експлозиите работи в космоса. Първият, който може да сте гледали в много научнофантастични филми. Когато два космически кораба се сблъскат, възниква гигантска експлозия. При това често се оказва толкова мощен, че ударната вълна от него унищожава и други космически кораби наблизо. Според второто погрешно схващане, тъй като във вакуума на космоса няма кислород, експлозиите в него като цяло са невъзможни като такива. Реалността всъщност е някъде между тези две мнения.

Ако възникне експлозия вътре в кораба, тогава кислородът в него ще се смеси с други газове, което от своя страна ще създаде необходимата химическа реакция, за да започне пожар. В зависимост от концентрацията на газове, наистина може да има толкова много огън, че да е достатъчен, за да взриви целия кораб. Но тъй като в космоса няма налягане, експлозията ще се разсее в рамките на няколко милисекунди, след като достигне условията на вакуум. Ще се случи толкова бързо, че няма да имате време дори да мигнете. Освен това няма да има ударна вълна, която е най-разрушителната част от експлозията.

Напоследък в новините често можете да намерите заглавия, че астрономите са открили друга екзопланета, която потенциално може да поддържа живот. Когато хората чуят за нови открити планети в този дух, това, за което най-често си мислят, е колко чудесно би било да намерят начин да си съберат багажа и да отидат в по-чисти местообитания, където природата не е била подложена на причинени от човека въздействия. Но преди да тръгнем да завладяваме просторите на дълбокия космос, ще трябва да разрешим редица много важни въпроси. Например, докато не изобретим напълно нов метод за пътуване в космоса, възможността за достигане на тези екзопланети ще бъде толкова реална, колкото и магическите ритуали за призоваване на демони от друго измерение. Дори и да намерим начин да стигнем от точка "А" в космоса до точка "Б" възможно най-бързо (използвайки хиперпространствени деформиращи задвижвания или червееви дупки, например), пак ще имаме редица задачи, които ще трябва да бъдат решени преди заминаване.

Мислите ли, че знаем много за екзопланетите? Всъщност ние дори нямаме представа какво е това. Факт е, че тези екзопланети са толкова далеч, че дори не сме в състояние да изчислим действителния им размер, състава на атмосферата и температурата. Всички знания за тях се основават само на предположения. Всичко, което можем да направим, е да познаем разстоянието между планетата и родната й звезда и въз основа на това знание да изведем стойността на приблизителния й размер по отношение на Земята. Също така си струва да се има предвид, че въпреки честите и шумни заглавия за открити нови екзопланети, сред всички находки само около сто са разположени в така наречената обитаема зона, потенциално подходяща за поддържане на живот, подобен на Земята. Освен това, дори сред този списък, само няколко могат действително да бъдат подходящи за живот. И думата "може" не е употребена тук случайно. И на това учените нямат ясен отговор.

Теглото на тялото в космоса е нула

Хората смятат, че ако човек е на космически кораб или космическа станция, тогава тялото му е в пълна безтегловност (тоест теглото на тялото е нула). Това обаче е много често срещано погрешно схващане, тъй като в космоса съществува нещо, наречено микрогравитация. Това е състояние, при което ускорението, дължащо се на гравитацията, все още е в сила, но значително намалено. И в същото време самата сила на гравитацията не се променя по никакъв начин. Дори когато не сте над повърхността на Земята, силата на гравитацията (привличането), упражнена върху вас, все още е много силна. В допълнение към това върху вас ще бъдат упражнени гравитационните сили на Слънцето и Луната. Следователно, когато сте на борда на космическата станция, тялото ви няма да тежи по-малко от това. Причината за състоянието на безтегловност се крие в принципа, по който тази станция се върти около Земята. С прости думи, човек в този момент е в безкрайно свободно падане (само той пада заедно със станцията не надолу, а напред), но самото въртене на станцията около планетата поддържа извисяването. Този ефект може да се повтори дори в земната атмосфера на борда на самолета, когато машината набере определена височина и след това рязко започне да се спуска. Тази техника понякога се използва за обучение на астронавти и космонавти.

Който сега работи на Международната космическа станция, прочетете:
„...продължихме предварителното събиране на товари за нашия Союз, включително личната ни квота от 1,5 кг, и опаковахме другите ни лични вещи за връщане на Земята“.

Мислех. Добре, от орбита астронавтите могат да вземат 1,5 кг неща със себе си. Но как ще определят масата си при нулева гравитация (микрогравитация)?

Вариант 1 - счетоводство. Всички неща на космическия кораб трябва да бъдат претеглени предварително. Трябва добре да се знае колко тежат капачката на химикала, чорапа и флашката.

Вариант 2 - центробежен. Развиваме обекта на калибрирана пружина; от ъгловата скорост, радиуса на въртене и деформацията на пружината, изчисляваме нейната маса.

Вариант 3 - втори нютонов (F=ma). Избутваме тялото с пружина, измерваме неговото ускорение. Познавайки силата на натиск на пружината, получаваме масата.


Оказа се четвъртата.
Използва се зависимостта на периода на трептене на пружината от масата на тялото, фиксирано върху нея.
Измервател на телесно тегло и малки маси в безтегловност "IM-01M" (масомер):

"IM" е използван на станциите "Салют" и "Мир". Собствената маса на масометъра беше 11 кг, претеглянето отне половин минута, през което устройството измерваше периода на трептене на платформата с товара с висока точност.

Ето как Валентин Лебедев описва процедурата в своя Дневник на космонавта (1982):
"За първи път трябва да се претеглите в космоса. Ясно е, че обикновените везни не могат да работят тук, тъй като няма тегло. Нашите везни, за разлика от земните, са необичайни, те работят на различен принцип и представляват колебание платформа на пружини.
Преди да претегля, спускам платформата, компресирайки пружините, до скобите, лягам върху нея, плътно притискайки повърхността, и се фиксирам, групирам тялото така, че да не виси, захващам профилната ложа на платформата с моя крака и ръце. Натискам надолу. Леко натискане и усещам вибрации. Честотата им се показва на индикатора в цифров код. Отчитам стойността му, изваждам кода на честотата на вибрациите на платформата, измерен без човек, и определям теглото си от таблицата.

Орбитална пилотирана станция "Алмаз", масомер под номер 5:

Подобрена версия на това устройство вече е на Международната космическа станция:

За да бъдем честни, опция 1 (предварително претегляне на всичко) все още се използва за общ контрол, а опция 3 (вторият закон на Нютон) се използва в устройството за измерване на маса с линейно ускорение в космоса (

С увеличаването на продължителността на космическите полети лекарите повдигнаха въпроса за необходимостта от наблюдение на теглото на астронавтите.

Преходът към друго местообитание със сигурност ще доведе до преструктуриране на тялото, включително преразпределение на потоците течности в него.

В безтегловност кръвният поток се променя - от долните крайници значителна част от него тече към гърдите и главата.

Стимулира се процесът на дехидратация на организма и човек отслабва.

Но загубата дори на една пета от водата, която при човека е 60-65%%, е много опасна за организма.

Затова лекарите се нуждаеха от надеждно устройство, което да следи постоянно телесното тегло на астронавтите по време на полет и в подготовка за завръщане на Земята.

Обикновените "земни" везни определят не масата, а теглото на тялото - тоест силата на гравитацията, с която то притиска устройството.

В безтегловност такъв принцип е неприемлив - както прашинка, така и контейнер с товар, с различни маси, имат еднакво - нулево тегло.

При създаването на измервател на телесна маса при нулева гравитация инженерите трябваше да използват различен принцип.

Принципът на действие на масометъра

Измервателят на телесна маса в безтегловност е изграден по схемата на хармоничен осцилатор.

Както знаете, периодът на свободно колебание на товар върху пружина зависи от неговата маса. По този начин осцилаторната система преизчислява периода на трептене на специална платформа с астронавт или някакъв обект, поставен върху масата.

Тялото, чиято маса трябва да се измери, е фиксирано върху пружина по такъв начин, че да може да се люлее свободно по оста на пружината.

месечен цикъл T (\displaystyle T)от тези колебания е свързано с телесното тегло M (\displaystyle M)съотношение:

T = 2 π M K (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (\frac (M)(K))))

където K е коефициентът на еластичност на пружината.

По този начин, знаейки K (\displaystyle K)и измерване T (\displaystyle T), може да се намери M (\displaystyle M).

От формулата се вижда, че периодът на трептене не зависи нито от амплитудата, нито от гравитационното ускорение.

устройство

Приличащо на „стол“, устройството се състои от четири части: платформа за поставяне на астронавт (горна част), основа, която е прикрепена към „пода“ на станцията (долна част), багажник и механична средна част и електронен четящ блок.

Размер на инструмента: 79.8 x 72 x 31.8 cm. Материал: алуминий, гума, органично стъкло. Теглото на устройството е около 11 килограма.

Горната част на апарата, върху която космонавтът лежи с гърдите си, се състои от три части. Към горната платформа е прикрепен правоъгълен лист от плексиглас. Подбрадникът на астронавт се простира от края на платформата върху метален прът.

Долната част на уреда представлява подковообразна основа, към която са закрепени механичната част на уреда и индикационният измервателен уред.

Механичната част се състои от вертикална цилиндрична стойка, по която вторият цилиндър се движи навън върху лагери. Отвън на подвижния цилиндър има два маховика със стопери за фиксиране на подвижната система в средно положение.

Отгоре, към края на подвижния цилиндър, с помощта на две тръбни скоби е прикрепена фигурна платформа за тялото на космонавт, който определя неговата маса.

В долната половина на подвижния цилиндър са закрепени две дръжки, имащи спусъци в краищата, с помощта на които стоперите на подвижната система са вдлъбнати в дръжките.

В долната част на външния цилиндър има поставка за краката на космонавта, която има две гумени капачки.

Метален прът се движи вътре в цилиндричния багажник, запечатан в единия край в горната платформа; на противоположния край на пръта е монтирана плоча, от двете страни на която са закрепени две пружини, които поставят подвижната система на устройството в средно положение, когато е в нулева гравитация. В долната част на стелажа е фиксиран магнитоелектричен сензор, който фиксира периода на трептене на движещата се система.

Сензорът автоматично отчита продължителността на периода на трептене с точност до хилядна от секундата.

Както е показано по-горе, честотата на трептене на "стола" зависи от масата на товара. По този начин е достатъчно астронавтът да се люлее малко на такава люлка и след известно време електрониката ще изчисли и ще даде резултата от измерването.

Измерването на телесната маса на астронавта отнема 30 секунди.

Впоследствие се оказва, че „космическите везни“ са много по-точни от медицинските, използвани в бита.

Това е първият път, когато трябва да се претегля в космоса. Ясно е, че конвенционалните везни не могат да работят тук, тъй като няма тегло. Нашите везни, за разлика от земните, са необичайни, те работят на различен принцип и представляват осцилираща платформа върху пружини.

Преди да претегля, спускам платформата, компресирайки пружините, до скобите, лягам върху нея, плътно притискайки повърхността, и се фиксирам, групирам тялото, така че да не виси, захващайки профилната ложа на платформата с моя крака и ръце. Натискам надолу. Леко натискане и усещам вибрации. Честотата им се показва на индикатора в цифров код. Отчитам стойността му, изваждам кода на честотата на вибрациите на платформата, измерен без човек, и определям теглото си от таблицата. Оказа се 74 кг.

История

Устройство за измерване на телесното тегло на космонавт е създадено не по-късно от 1976 г. в Ленинградското специално конструкторско-технологично бюро Биофизприбор (СКТБ Биофизприбор)

Кантарът ще покаже по-точно тегло, ако стоите неподвижно на кантара. Когато се навеждате или клякате, кантарът ще покаже намаляване на теглото. В края на накланянето или клякането кантарът ще покаже увеличение на теглото.

Връщане към началото

Защо тяло, окачено на нишка. осцилира, докато центърът му на тежест е точно под точката на окачване?

Ако центърът на тежестта не е под точката на окачване, тогава гравитацията създава въртящ момент; ако центърът на тежестта е под точката на окачване, тогава въртящият момент поради гравитацията е нула.

защото топките са еднакви, тогава топката, движеща се преди удара, ще спре, а топката в покой преди удара ще придобие своята скорост.

Връщане към началото
Топлият въздух се издига. Защо е по-топло в долната тропосфера?
Когато въздухът се издига, той се разширява и охлажда.
Защо сянката на краката на земята е по-малко размазана от сянката на главата?

Това се дължи на факта, че сенките, образувани от различни части на разширен източник на светлина, се припокриват и границите на тези сенки не съвпадат. Разстоянията между границите на сенките от различни части на източника ще бъдат най-малки, ако разстоянието от обекта до повърхността, върху която се образува сянката, е относително малко.

Във вода, течаща от кран, част от разтворения въздух се освобождава под формата на огромен брой малки мехурчета. В границите на тези мехурчета светлината претърпява множество отражения, поради което водата придобива млечнобяла светлина.

Такъв двигател ще работи, но неговата ефективност ще бъде ниска, тъй като по-голямата част от извършената работа ще отиде за компресиране на газа.

В ноктите, в резултат на намагнитването им, едноименните полюси са разположени един до друг. Полюсите със същото име се отблъскват един друг.В ​​точките на окачване триенето предотвратява отблъскването, а под краищата на ноктите, висящи свободно, се разминават, изпитвайки отблъскващи сили.

Защо чашите, оцелели до днес в древните сгради, се оказват по-дебели отдолу?
Стъклото е аморфно тяло. Атомите в него, както и в течността, не са подредени и могат да се движат. Следователно вертикално поставеното стъкло тече бавно и след няколко века можете да забележите, че долната част на стъклото е станала по-дебела.
Каква е консумацията на енергия на хладилника?

Консумираната от хладилника електроенергия се използва за отопление на помещението.

Теглото на капка гореща вода, задържана от силите на повърхностното напрежение, ще бъде по-малко. Коефициентът на повърхностно напрежение на водата намалява с повишаване на температурата.

С помощта на лед можете да направите огън в слънчев ден, ако направите двойноизпъкнала леща от лед. Двойно изпъкналата леща има тенденция да събира слънчевите лъчи, падащи върху нея в една точка (на фокуса), като по този начин получава висока температура в тази точка и запалва горим материал.

Защо залязващото слънце ни изглежда червено?
Светлинната вълна изминава по-голямо разстояние в атмосферата от залязващо слънце, отколкото от слънце в зенита. Светлината, преминаваща през атмосферата, се разсейва от въздуха и частиците в него. Разсейването се случва главно с късовълнова радиация.
Човек може да тича по-бързо от сянката си, ако сянката се образува върху стената, успоредна на която човекът тича, и източникът на светлина се движи по-бързо от човека в същата посока като човека.
В кой от случаите въжето се разтяга повече - ако човек го дърпа с ръце за краищата в различни посоки или ако дърпа с двете си ръце единия край, като завързва другия за стената? Да приемем, че и в двата случая всяка ръка действа върху въжето с еднаква сила.

Във втория случай въжето е опънато повече. Ако приемем, че всяка ръка действа върху въжето със сила, равна по модул F, тогава в първия случай въжето изпитва сила F, а във втория случай - 2F.

По време на пълнолуние големи тъмни петна върху луната се виждат в горната част на нейния диск. Защо тези петна са разположени в дъното на картите на Луната?
Изображението на Луната на картите съответства на нейното изображение, получено с телескоп.
Как ще се промени периодът на трептене на кофа с вода, окачена на дълъг шнур, ако водата постепенно изтича от дупка в дъното й?
За тази система добро приближение е моделът на математическо махало, чийто период на трептене зависи от неговата дължина.

Ако кофата първоначално е напълно напълнена, тогава в началото, когато водата изтича, периодът на трептене ще се увеличи. Това се обяснява с факта, че центърът на тежестта на системата "кофа-вода" ще намалее и в резултат на това дължината на махалото ще се увеличи. След това ще има намаляване на периода поради увеличаване на центъра на тежестта на системата "кофа-вода". Когато цялата вода от кофата се излее, периодът на трептене ще стане равен на първоначалния, защото първоначалната дължина на махалото ще бъде възстановена.

Въпроси за викторина. Как се държат пясъчните часовници в безтегловност? Пясъчен часовник - страница №1/1

13f1223 "Аксиум"


Въпроси за викторина.

1.Как се държат пясъчните часовници в безтегловност?

пясъчен часовник- най-простото устройство за броене на времеви интервали, състоящо се от два съда, свързани с тясно гърло, единият от които е частично пълен с пясък. Времето, през което пясъкът се изсипва през гърлото в друг съд, може да бъде от няколко секунди до няколко часа.

Пясъчните часовници са били известни още в древността. В Европа те са широко разпространени през Средновековието. Едно от първите споменавания на такъв часовник е съобщение, намерено в Париж, което съдържа инструкции за приготвяне на фин пясък от черен мраморен прах, сварен във вино и изсушен на слънце. Корабите използваха четиричасов пясъчен часовник (времето на един часовник) и 30-секунден пясъчен часовник, за да определят скоростта на кораба по дневник.

В момента пясъчните часовници се използват само по време на определени медицински процедури, във фотографията, а също и като сувенири.

Точността на пясъчния часовник зависи от качеството на пясъка. Колбите се пълнят с откален и пресят през фино сито и внимателно изсушен финозърнест пясък. Смлян цинк и оловен прах също са използвани като изходен материал.


Точността на движение зависи и от формата на колбите, качеството на тяхната повърхност, еднородния размер на зърната и течливостта на пясъка. При продължителна употреба точността на пясъчния часовник се влошава поради увреждане на пясъка на вътрешната повърхност на колбата, увеличаване на диаметъра на отвора в диафрагмата между колбите и раздробяване на пясъчни зърна на по-малки.

При нулева гравитация пясъчен часовник, както и часовник с махало, няма да работят. Защо? Тъй като зависят от гравитацията, махалото няма да се люлее, песъчинките няма да падат, защото в космоса няма гравитация.

2. Как се измерва масата на тяло в космоса?

Така че знаем, че масата е фундаментална физическа величина, която определя инерционните и гравитационните физически свойства на тялото. От гледна точка на теорията на относителността масата на тялото m характеризира неговата енергия на покой , която според съотношението на Айнщайн: , където е скоростта на светлината.

В Нютоновата теория за гравитацията масата е източникът на универсалната гравитационна сила, която привлича всички тела едно към друго. Силата, с която тяло с маса привлича тяло с маса, се определя от закона на гравитацията на Нютон:

или по-точно казано. , където е векторът

Инерционните свойства на масата в нерелативистката (Нютонова) механика се определят от съотношението . От казаното по-горе могат да се получат поне три начина за определяне на теглото на тяло в безтегловност.


Да, ако се случи да изпитате безтегловност, тогава не забравяйте, че липсата на тегло не означава липса на маса и в случай на удар отстрани на вашия космически кораб, натъртвания и подутини ще бъдат истински :).


В космоса е не само трудно, но и почти невъзможно да се използва обикновен чук. Това се случва, защото имаме различни гравитационни условия на земята и в космоса. Например: в космоса има вакуум, в космоса няма тежест, тоест всички са еднакви, няма значение дали си бутон или космическа станция.

В космоса няма концепция за отгоре и отдолу. няма референтна точка, по отношение на която може да се каже, че там, където е нагоре и срещу долу, естествено е възможно да се приеме планета за този ориентир, например слънцето, но това не е официално прието, те вярват, че има без горна и долна част.

Дизайнът на чука на земята е направен на принципа за получаване на повече кинетична енергия, тоест колкото по-голяма е скоростта на люлеене и масата на самия чук, толкова по-силен е ударът.

На земята работим с чук, използвайки опорната точка, това е подът, подът се държи на земята, а земята е дъното, всичко се събаря надолу. В космоса няма опорна точка, няма дъно и всеки има нулево тегло, когато астронавт удари с чук, това ще изглежда като сблъсък на две тела, които имат кинетична енергия, астронавтът просто ще започне да се извива от една страна на друга страна, иначе защо удари ще отлети настрани, защото самите те не са "привързани" към нищо. Следователно, трябва да работите с чук по отношение на нещо, например можете да фиксирате чука върху тялото защо трябва да удряте, така че чукът да не е сам, а да има опорна точка.


За работа в космоса съветските специалисти изобретиха специален чук. Освен това - този чук е пуснат в продажба през 1977 г. Можете да го познаете по удобната му дръжка. За да се уверите най-накрая, че чукът е "пространство", трябва да ударите повърхността. За разлика от конвенционалните чукове, той не отскача след удар. Ударната му част е куха, а в кухината са излети метални топчета. В момента на удара долните топки се втурват нагоре, докато горните продължават да се движат надолу. Триенето между тях разсейва енергията на отката. Можете да използвате принципа на пресата, която работи чудесно при нулева гравитация, защото има използвана сила, пресата работи спрямо рамката, върху която са фиксирани цилиндрите. Самата рамка трябва да бъде фиксирана върху тялото на обекта, който трябва да бъде ударен. Ето какво се случва: към корпуса на космическия кораб е прикрепен "чук", който действа като преса. Ако използвате такъв чук, можете да набиете или по-точно да смачкате всеки пирон или нит.

  1. Каква е разликата между процеса на замразяване на водата на Земята и в космическата орбита?
Вижте фазовата диаграма на водата. Точката на кипене на течностите зависи от външното налягане. При стайна температура водата кипи, ако налягането се намали до около 0,07 atm. Тоест, ако температурата на водата е стайна температура, тогава при 0,07 atm водата започва да кипи. В същото време водните молекули с най-висока енергия преминават в състояние на пара. В резултат на това температурата на водата пада. Ако налягането се поддържа постоянно, водата в крайна сметка ще се охлади до температура, при която спира да кипи.

Ако обаче налягането е под 610 Pa (налягането на тройната точка на водата), тогава водата не може да бъде в течно състояние - нито лед, нито пара. Следователно при много ниско налягане по-голямата част от водата се изпарява, а останалата част се превръща в лед. Например (вижте фазовата диаграма) при налягане от 100 Pa границата между лед и пара преминава при приблизително 250K. Тук е необходимо да разгледаме закона за разпределение на молекулите по скорости. Нека приемем от фенерче, че 5% от най-бавните водни молекули имат средна температура от 250K. Това означава, че при налягане от 100 Pa 95% от водата ще се изпари, а 5% ще се превърнат в лед, а температурата на този лед ще бъде 250 K.

Тези аргументи, разбира се, не вземат предвид никакви тънкости като латентната енергия на фазовите преходи, преразпределението на молекулите по отношение на скоростите по време на охлаждане, но мисля, че те качествено правилно описват процеса.

В космоса налягането е много по-ниско, но не е нула. И кривата на разделяне на лед и пара на фазовата диаграма с намаляване на налягането отива до точката (T = 0; P = 0). Тоест при произволно малко (но ненулево) налягане температурата на сублимация на леда е различна от нула. Това означава, че по-голямата част от водата ще се изпари, но някои микроскопични части от нея ще се превърнат в лед.

Тук има още един нюанс. Пространството е пронизано от радиация с температура приблизително 3 K. Това означава, че водата (ледът) не може да се охлади под 3 K. Следователно резултатът от процеса зависи от сублимационното налягане на леда при температура от 3 K. Тъй като сублимационната граница клони към нула при много стръмна експоненциална

P \u003d A exp (-k / T), освен това A е около 10 ^ 11 Pa, а k е около 5200,

тогава налягането на сублимация при 3 K е експоненциално малко, така че цялата вода трябва да се изпари (или целият лед трябва да се сублимира, ако желаете).