Quizfragen. Wie verhält sich eine Sanduhr in der Schwerelosigkeit? Sanduhr. Wofür wird die Energie verbraucht, die der Kühlschrank verbraucht? Wenn atmosphärische Luft aufsteigt, dehnt sie sich aus und kühlt ab
Die Waage zeigt ein genaueres Gewicht an, wenn Sie still auf der Waage stehen. Beim Bücken oder Hocken zeigt die Waage eine Gewichtsabnahme an. Am Ende der Beuge- oder Kniebeuge zeigt die Waage eine Gewichtszunahme an.
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Warum ein Körper, der an einem Faden hängt? schwingt, bis sein Schwerpunkt direkt unter dem Aufhängepunkt liegt?
Liegt der Schwerpunkt nicht unter dem Aufhängepunkt, erzeugt die Schwerkraft ein Drehmoment; Liegt der Schwerpunkt unter dem Aufhängepunkt, ist das Drehmoment Null.
Weil Wenn die Kugeln identisch sind, stoppt die Kugel, die sich vor dem Aufprall bewegt, und die Kugel, die vor dem Aufprall ruht, erhält ihre Geschwindigkeit.
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Warme Luft steigt auf. Warum ist es in den unteren Schichten der Troposphäre wärmer?
Wenn atmosphärische Luft aufsteigt, dehnt sie sich aus und kühlt ab.
Warum ist der Schatten der Füße auf dem Boden weniger verschwommen als der Schatten des Kopfes?
Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die Schatten, die von verschiedenen Teilen einer ausgedehnten Lichtquelle erzeugt werden, einander überlappen und die Grenzen dieser Schatten nicht zusammenfallen. Die Abstände zwischen den Schattengrenzen verschiedener Teile der Quelle sind am kleinsten, wenn der Abstand vom Objekt zur Oberfläche, auf der der Schatten entsteht, relativ klein ist.
Im Wasser, das aus einem Wasserhahn fließt, wird ein Teil der gelösten Luft in Form einer Vielzahl kleiner Bläschen abgegeben. An den Grenzen dieser Blasen erfährt das Licht zahlreiche Reflexionen, weshalb das Wasser ein milchig weißes Licht annimmt.
Ein solcher Motor wird funktionieren, aber sein Wirkungsgrad wird gering sein, da der Großteil der geleisteten Arbeit für die Gasverdichtung aufgewendet wird.
Bei Nägeln liegen aufgrund ihrer Magnetisierung die gleichnamigen Pole nahe beieinander. Die gleichnamigen Pole stoßen sich ab. An den Aufhängepunkten verhindert Reibung die Abstoßung, und darunter laufen die frei hängenden Enden der Nägel auseinander und erfahren abstoßende Kräfte.
Warum ist das Glas in antiken Gebäuden, das bis heute erhalten ist, unten dicker?
Glas ist ein amorpher Körper. Die Atome darin sind, wie in einer Flüssigkeit, ungeordnet und können sich bewegen. Daher fließt vertikales Glas langsam und nach einigen Jahrhunderten kann man feststellen, dass der untere Teil des Glases dicker wird.
Wofür wird die Energie verbraucht, die der Kühlschrank verbraucht?
Der vom Kühlschrank verbrauchte Strom wird zum Heizen des Raumes verwendet.
Das Gewicht eines heißen Wassertropfens, der durch Oberflächenspannungskräfte gehalten wird, ist geringer. Der Oberflächenspannungskoeffizient von Wasser nimmt mit steigender Temperatur ab.
Sie können Eis verwenden, um an einem sonnigen Tag Feuer zu machen, wenn Sie eine bikonvexe Linse aus Eis herstellen. Eine bikonvexe Linse hat die Eigenschaft, die auf sie einfallenden Sonnenstrahlen an einem Punkt (im Fokus) zu sammeln, wodurch an diesem Punkt eine hohe Temperatur entsteht und ein brennbares Material entzündet wird.
Warum erscheint uns die untergehende Sonne rot?
Eine Lichtwelle legt in der Atmosphäre von der untergehenden Sonne aus eine längere Strecke zurück als von der Sonne im Zenit. Licht, das die Atmosphäre durchdringt, wird von der Luft und den darin enthaltenen Partikeln gestreut. Streuung erfolgt hauptsächlich bei kurzwelliger Strahlung.
Eine Person kann schneller laufen als ihr Schatten, wenn sich der Schatten an einer Wand bildet, zu der die Person parallel läuft, und sich die Lichtquelle schneller als die Person in die gleiche Richtung wie die Person bewegt.
In welchem Fall dehnt sich das Seil stärker – wenn eine Person mit den Händen in verschiedene Richtungen an den Enden zieht oder wenn sie mit beiden Händen an einem Ende zieht und das andere an der Wand festbindet? Gehen Sie davon aus, dass in beiden Fällen jede Hand mit der gleichen Kraft auf das Seil einwirkt.
Im zweiten Fall dehnt sich das Seil stärker. Wenn wir davon ausgehen, dass jede Hand mit einer Kraft gleich F auf das Seil einwirkt, erfährt das Seil im ersten Fall eine Kraft F und im zweiten Fall eine Kraft von 2F.
Bei Vollmond sind auf dem Mond oben auf seiner Scheibe große dunkle Flecken sichtbar. Warum befinden sich diese Punkte auf Mondkarten unten?
Das Bild des Mondes auf den Karten entspricht seinem mit einem Teleskop aufgenommenen Bild.
Wie ändert sich die Schwingungsdauer eines an einer langen Schnur hängenden Wassereimers, wenn nach und nach Wasser aus einem Loch in seinem Boden fließt?
Eine gute Näherung für dieses System ist das Modell eines mathematischen Pendels, dessen Schwingungsdauer von seiner Länge abhängt.
Wenn der Eimer zunächst vollständig gefüllt ist, erhöht sich beim Ausfließen des Wassers zunächst die Schwingungsdauer. Dies erklärt sich dadurch, dass der Schwerpunkt des „Eimer-Wasser“-Systems abnimmt und dadurch die Länge des Pendels zunimmt. Dann verringert sich die Periode aufgrund einer Erhöhung des Schwerpunkts des Eimer-Wasser-Systems. Wenn das gesamte Wasser aus dem Eimer ausgeschüttet ist, entspricht die Schwingungsperiode der ursprünglichen, weil Die ursprüngliche Länge des Pendels wird wiederhergestellt.
Sobald die Menschen zum ersten Mal den Kopf hoben und in den Nachthimmel blickten, waren sie vom Licht der Sterne förmlich fasziniert. Diese Faszination hat zu jahrtausendelanger Arbeit an Theorien und Entdeckungen im Zusammenhang mit unserem Sonnensystem und den darin enthaltenen kosmischen Körpern geführt. Doch wie in jedem anderen Bereich auch, basiert das Wissen über den Weltraum oft auf falschen Schlussfolgerungen und Fehlinterpretationen, die anschließend für bare Münze genommen werden. Wenn man bedenkt, dass das Thema Astronomie nicht nur bei Profis, sondern auch bei Amateuren sehr beliebt war, ist es leicht zu verstehen, warum sich diese falschen Vorstellungen von Zeit zu Zeit fest im öffentlichen Bewusstsein festsetzen.
Viele Menschen haben wahrscheinlich das Album „The Dark Side of the Moon“ von Pink Floyd gehört und die Vorstellung, dass der Mond eine dunkle Seite hat, ist in der Gesellschaft sehr populär geworden. Das Einzige ist, dass der Mond keine dunkle Seite hat. Dieser Ausdruck ist eines der häufigsten Missverständnisse. Und der Grund dafür liegt in der Art und Weise, wie sich der Mond um die Erde dreht, und auch mit der Tatsache, dass der Mond unserem Planeten immer nur mit einer Seite zugewandt ist. Doch trotz der Tatsache, dass wir nur eine Seite davon sehen, erleben wir oft, dass einige Teile davon heller werden, während andere in Dunkelheit gehüllt sind. Vor diesem Hintergrund war es logisch anzunehmen, dass die gleiche Regel auch für die andere Seite gelten würde.
Eine genauere Beschreibung wäre „die andere Seite des Mondes“. Und selbst wenn wir es nicht sehen, bleibt es nicht immer dunkel. Tatsache ist, dass die Quelle des Leuchtens des Mondes am Himmel nicht die Erde, sondern die Sonne ist. Auch wenn wir die andere Seite des Mondes nicht sehen können, wird sie auch von der Sonne beleuchtet. Dies geschieht zyklisch, genau wie auf der Erde. Dieser Zyklus dauert zwar etwas länger. Ein voller Mondtag entspricht etwa zwei Erdenwochen. Zwei interessante Fakten, die es zu beachten gilt. Mondraumfahrtprogramme sind noch nie auf der Seite des Mondes gelandet, die immer von der Erde abgewandt ist. Während des nächtlichen Mondzyklus wurden noch nie bemannte Weltraummissionen durchgeführt.
Der Einfluss des Mondes auf Ebbe und Flut
Eines der häufigsten Missverständnisse betrifft die Funktionsweise der Gezeitenkräfte. Die meisten Menschen verstehen, dass diese Kräfte vom Mond abhängen. Und das ist die Wahrheit. Viele Menschen glauben jedoch immer noch fälschlicherweise, dass allein der Mond für diese Prozesse verantwortlich ist. Vereinfacht ausgedrückt können Gezeitenkräfte durch die Gravitationskräfte jedes nahegelegenen kosmischen Körpers ausreichender Größe kontrolliert werden. Und obwohl der Mond eine große Masse hat und sich in unserer Nähe befindet, ist er nicht die einzige Quelle dieses Phänomens. Auch die Sonne hat einen gewissen Einfluss auf die Gezeitenkräfte. Gleichzeitig erhöht sich der gemeinsame Einfluss von Mond und Sonne im Moment der Ausrichtung (in einer Linie) dieser beiden astronomischen Objekte um ein Vielfaches.
Allerdings hat der Mond einen größeren Einfluss auf diese irdischen Prozesse als die Sonne. Denn trotz des kolossalen Massenunterschieds ist der Mond uns näher. Wenn der Mond eines Tages zerstört wird, wird die Störung des Ozeanwassers überhaupt nicht aufhören. Allerdings wird sich das Verhalten der Gezeiten selbst sicherlich deutlich ändern.
Sonne und Mond sind die einzigen kosmischen Körper, die man tagsüber sehen kann
Welches astronomische Objekt können wir tagsüber am Himmel sehen? Das stimmt, Sun. Viele Menschen haben den Mond tagsüber mehr als einmal gesehen. Am häufigsten ist es entweder am frühen Morgen sichtbar oder wenn es gerade anfängt dunkel zu werden. Die meisten Menschen glauben jedoch, dass tagsüber nur diese Weltraumobjekte am Himmel zu sehen sind. Aus Angst um ihre Gesundheit schauen die Menschen normalerweise nicht in die Sonne. Aber tagsüber kann man daneben noch etwas anderes finden.
Es gibt ein weiteres Objekt am Himmel, das sogar tagsüber am Himmel zu sehen ist. Dieses Objekt ist Venus. Wenn Sie in den Nachthimmel schauen und dort einen deutlich sichtbaren Lichtpunkt sehen, wissen Sie, dass Sie meistens die Venus und keinen Stern sehen. Phil Plait, Bad Astronomy-Kolumnist für das Discover-Portal, hat einen kleinen Leitfaden zusammengestellt, nach dem Sie sowohl Venus als auch den Mond am Tageshimmel finden können. Der Autor rät, sehr vorsichtig zu sein und nicht in die Sonne zu schauen.
Der Raum zwischen den Planeten und Sternen ist leer
Wenn wir über den Weltraum sprechen, stellen wir uns sofort einen endlosen und kalten Raum voller Leere vor. Und obwohl wir sehr gut wissen, dass der Prozess der Entstehung neuer astronomischer Objekte im Universum weitergeht, sind viele von uns sicher, dass der Raum zwischen diesen Objekten völlig leer ist. Warum sollte man sich wundern, wenn die Wissenschaftler selbst schon sehr lange daran geglaubt haben? Neue Forschungen haben jedoch gezeigt, dass es im Universum viel Interessanteres gibt, als man mit bloßem Auge erkennen kann.
Vor nicht allzu langer Zeit entdeckten Astronomen dunkle Energie im Weltraum. Und genau das sorgt nach Ansicht vieler Wissenschaftler dafür, dass sich das Universum weiter ausdehnt. Darüber hinaus nimmt die Geschwindigkeit dieser Raumausdehnung ständig zu, und laut Forschern könnte dies nach vielen Milliarden Jahren zu einem „Bruch“ des Universums führen. Geheimnisvolle Energie in dem einen oder anderen Volumen ist fast überall vorhanden – sogar in der Struktur des Raums. Physiker, die dieses Phänomen untersuchen, glauben, dass der interplanetare, interstellare und sogar intergalaktische Raum selbst trotz vieler noch ungelöster Rätsel keineswegs so leer ist, wie wir es uns bisher vorgestellt haben.
Wir haben ein klares Verständnis von allem, was in unserem Sonnensystem geschieht
Lange Zeit glaubte man, dass es in unserem Sonnensystem neun Planeten gibt. Der letzte Planet war Pluto. Wie Sie wissen, wurde Plutos Status als Planet kürzlich in Frage gestellt. Der Grund dafür war, dass Astronomen begannen, im Sonnensystem Objekte zu finden, deren Größe mit der Größe von Pluto vergleichbar war, diese Objekte sich jedoch innerhalb des sogenannten Asteroidengürtels befanden, der sich unmittelbar hinter dem ehemaligen neunten Planeten befand. Diese Entdeckung veränderte schnell das Verständnis der Wissenschaftler darüber, wie unser Sonnensystem aussieht. Erst kürzlich wurde eine theoretische wissenschaftliche Arbeit veröffentlicht, die darauf hindeutet, dass das Sonnensystem zwei weitere Weltraumobjekte enthalten könnte, die größer als die Erde sind und etwa das 15-fache ihrer Masse haben.
Diese Theorien basieren auf Berechnungen der Zahlen der verschiedenen Umlaufbahnen von Objekten im Sonnensystem sowie ihrer Wechselwirkungen untereinander. Allerdings verfügt die Wissenschaft, wie in der Arbeit angedeutet wird, noch nicht über geeignete Teleskope, die helfen könnten, diese Meinung zu beweisen oder zu widerlegen. Und auch wenn solche Aussagen vorerst wie Teeblätter erscheinen mögen, ist es sicherlich klar (dank vieler anderer Entdeckungen), dass es in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems viel Interessanteres gibt, als wir bisher dachten. Unsere Weltraumtechnologien entwickeln sich ständig weiter und wir entwickeln immer modernere Teleskope. Es ist wahrscheinlich, dass sie uns eines Tages dabei helfen werden, etwas zu finden, das im Hinterhof unseres Hauses bisher unbemerkt blieb.
Die Temperatur der Sonne steigt ständig
Eine der beliebtesten Verschwörungstheorien besagt, dass die Sonneneinstrahlung auf der Erde zunimmt. Dies ist jedoch nicht auf Umweltverschmutzung und etwaige globale Klimaveränderungen zurückzuführen, sondern auf die Tatsache, dass die Temperatur der Sonne steigt. Diese Aussage ist teilweise wahr. Allerdings hängt dieser Anstieg davon ab, um welches Jahr es sich im Kalender handelt.
Seit 1843 haben Wissenschaftler kontinuierlich Sonnenzyklen dokumentiert. Dank dieser Beobachtung erkannten sie, dass unsere Sonne ziemlich vorhersehbar ist. Während eines bestimmten Aktivitätszyklus steigt die Temperatur der Sonne bis zu einem bestimmten Grenzwert. Der Zyklus ändert sich und die Temperatur beginnt zu sinken. Laut NASA-Wissenschaftlern dauert jeder Sonnenzyklus etwa 11 Jahre, und Forscher verfolgen jeden von ihnen seit 150 Jahren.
Obwohl viele Dinge über unser Klima und seine Beziehung zur Sonnenaktivität den Wissenschaftlern immer noch ein Rätsel bleiben, hat die Wissenschaft eine ziemlich gute Vorstellung davon, wann wir mit einer Zunahme oder Abnahme der Sonnenaktivität rechnen können. Die Erwärmungs- und Abkühlungsperioden der Sonne werden üblicherweise als Sonnenmaximum und Sonnenminimum bezeichnet. Wenn die Sonne ihr Maximum erreicht, wird das gesamte Sonnensystem wärmer. Dieser Vorgang ist jedoch völlig natürlich und findet alle 11 Jahre statt.
Das Asteroidenfeld des Sonnensystems ähnelt einer Mine
In einer klassischen Star Wars-Szene mussten sich Han Solo und seine Freunde an Bord vor ihren Verfolgern in einem Asteroidenfeld verstecken. Gleichzeitig wurde bekannt gegeben, dass die Chancen für einen erfolgreichen Durchgang dieses Feldes bei 3720 zu 1 liegen. Diese Bemerkung sowie die spektakuläre Computergrafik hinterließen in den Köpfen der Menschen die Meinung, dass Asteroidenfelder mit Minen und Minen vergleichbar sind Es ist fast unmöglich, den Erfolg ihrer Überfahrt vorherzusagen. Tatsächlich ist diese Bemerkung falsch. Wenn Han Solo in der Realität ein Asteroidenfeld überqueren müsste, würde jede Änderung der Flugbahn höchstwahrscheinlich nur einmal pro Woche erfolgen (und nicht einmal pro Sekunde, wie im Film gezeigt).
Warum fragst du? Ja, denn der Weltraum ist riesig und die Abstände zwischen Objekten darin sind in der Regel auch sehr groß. Beispielsweise ist der Asteroidengürtel in unserem Sonnensystem sehr verstreut, sodass es im wirklichen Leben sowohl für Han Solo als auch für Darth Vader selbst mit einer ganzen Flotte von Sternenzerstörern nicht schwierig wäre, ihn zu durchqueren. Die gleichen Asteroiden, die im Film selbst gezeigt wurden, sind höchstwahrscheinlich das Ergebnis einer Kollision zweier riesiger Himmelskörper.
Explosionen im Weltraum
Es gibt zwei weit verbreitete Missverständnisse darüber, wie das Prinzip von Explosionen im Weltraum funktioniert. Das erste, das man in vielen Science-Fiction-Filmen sehen konnte. Wenn zwei Raumschiffe kollidieren, kommt es zu einer riesigen Explosion. Darüber hinaus erweist es sich oft als so stark, dass die von ihm ausgehende Stoßwelle auch andere Raumschiffe in der Nähe zerstört. Dem zweiten Missverständnis zufolge sind Explosionen im Weltraum im Allgemeinen unmöglich, da es im Vakuum des Weltraums keinen Sauerstoff gibt. Die Realität liegt tatsächlich irgendwo zwischen diesen beiden Meinungen.
Kommt es im Inneren des Schiffes zu einer Explosion, vermischt sich der darin enthaltene Sauerstoff mit anderen Gasen, was wiederum die notwendige chemische Reaktion für die Entstehung eines Feuers auslöst. Abhängig von der Konzentration der Gase kann tatsächlich so viel Feuer entstehen, dass es ausreicht, das gesamte Schiff in die Luft zu jagen. Da im Weltraum jedoch kein Druck herrscht, wird sich die Explosion innerhalb weniger Millisekunden nach Erreichen der Vakuumbedingungen auflösen. Es wird so schnell passieren, dass Sie nicht einmal Zeit zum Blinzeln haben. Abgesehen davon wird es keine Stoßwelle geben, die den zerstörerischsten Teil der Explosion darstellt.
In letzter Zeit findet man in den Nachrichten häufig Schlagzeilen darüber, dass Astronomen einen weiteren Exoplaneten gefunden haben, der möglicherweise Leben beherbergen könnte. Wenn Menschen von solchen Entdeckungen auf neuen Planeten hören, denken sie oft darüber nach, wie toll es wäre, eine Möglichkeit zu finden, ihre Sachen zu packen und in sauberere Lebensräume zu gehen, in denen die Natur keinen vom Menschen verursachten Einflüssen ausgesetzt ist. Doch bevor wir uns auf den Weg machen, die Weiten des Weltraums zu erobern, müssen wir eine Reihe sehr wichtiger Fragen klären. Bis wir beispielsweise eine völlig neue Methode der Raumfahrt erfinden, wird die Möglichkeit, diese Exoplaneten zu erreichen, so realistisch sein wie magische Rituale, um Dämonen aus einer anderen Dimension zu beschwören. Selbst wenn wir einen Weg finden, so schnell wie möglich von Punkt A im Weltraum zu Punkt B zu gelangen (z. B. mithilfe von Hyperraum-Warp-Triebwerken oder Wurmlöchern), werden wir immer noch mit einer Reihe von Problemen konfrontiert sein, die vor dem Abflug gelöst werden müssen .
Glauben Sie, dass wir viel über Exoplaneten wissen? Tatsächlich haben wir keine Ahnung, was es ist. Tatsache ist, dass diese Exoplaneten so weit entfernt sind, dass wir nicht einmal ihre tatsächliche Größe, atmosphärische Zusammensetzung und Temperatur berechnen können. Alles Wissen über sie basiert nur auf Vermutungen. Wir können lediglich die Entfernung zwischen dem Planeten und seinem Mutterstern schätzen und auf der Grundlage dieses Wissens den Wert seiner geschätzten Größe im Verhältnis zur Erde ableiten. Es lohnt sich auch zu bedenken, dass sich trotz der häufigen und lauten Schlagzeilen über neu entdeckte Exoplaneten von allen Entdeckungen nur etwa hundert innerhalb der sogenannten bewohnbaren Zone befinden, die möglicherweise für die Unterstützung erdähnlichen Lebens geeignet sind. Darüber hinaus dürften selbst von dieser Liste nur wenige tatsächlich für das Leben geeignet sein. Und das Wort „kann“ wird hier nicht ohne Grund verwendet. Auch hierzu haben Wissenschaftler keine eindeutige Antwort.
Das Körpergewicht im Weltraum ist Null
Man denkt, wenn sich ein Mensch in einem Raumschiff oder einer Raumstation befindet, dann befindet sich sein Körper in völliger Schwerelosigkeit (das heißt, sein Körpergewicht ist Null). Dies ist jedoch ein weit verbreitetes Missverständnis, da es im Weltraum etwas gibt, das Mikrogravitation genannt wird. Dies ist ein Zustand, in dem die durch die Schwerkraft verursachte Beschleunigung immer noch wirksam ist, jedoch stark reduziert wurde. Gleichzeitig ändert sich die Schwerkraft selbst in keiner Weise. Selbst wenn Sie sich nicht über der Erdoberfläche befinden, ist die auf Sie ausgeübte Schwerkraft (Anziehungskraft) immer noch sehr stark. Darüber hinaus sind Sie den Gravitationskräften von Sonne und Mond ausgesetzt. Wenn Sie also an Bord einer Raumstation sind, wird Ihr Körper nicht weniger wiegen. Der Grund für den Zustand der Schwerelosigkeit liegt im Prinzip, nach dem sich diese Station um die Erde dreht. Vereinfacht ausgedrückt befindet sich der Mensch in diesem Moment in einem endlosen freien Fall (nur fällt er zusammen mit der Station nicht nach unten, sondern nach vorne), und die Rotation der Station um den Planeten unterstützt den Höhenflug. Dieser Effekt kann sich auch in der Erdatmosphäre an Bord eines Flugzeugs wiederholen, wenn das Flugzeug eine bestimmte Höhe erreicht und dann abrupt zu sinken beginnt. Diese Technik wird manchmal zur Ausbildung von Astronauten und Astronauten verwendet.
Was jetzt auf der Internationalen Raumstation arbeitet, habe ich gelesen:
... fuhren damit fort, Fracht für unsere Sojus vorzumontieren, einschließlich unseres persönlichen Kontingents von 1,5 kg, und unsere anderen persönlichen Gegenstände für die Rückkehr zur Erde zu verpacken.
Habe darüber nachgedacht. OK, Astronauten können 1,5 kg Dinge aus dem Orbit mitnehmen. Doch wie bestimmen sie ihre Masse in der Schwerelosigkeit (Mikrogravitation)?
Option 1 – Buchhaltung. Alle Dinge auf dem Raumschiff müssen im Voraus gewogen werden. Es sollte genau bekannt sein, wie viel eine Stiftkappe, eine Socke und ein Flash-Laufwerk wiegen.
Option 2 – Zentrifugal. Wir wickeln das Objekt auf einer kalibrierten Feder ab; Aus der Winkelgeschwindigkeit, dem Rotationsradius und der Verformung der Feder berechnen wir ihre Masse.
Option 3 – zweiter Newtonianer (F=ma). Wir schieben den Körper mit einer Feder an und messen seine Beschleunigung. Wenn wir die Druckkraft der Feder kennen, erhalten wir die Masse.
Es stellte sich heraus, dass es der vierte war.
Dabei wird die Abhängigkeit der Schwingungsdauer der Feder von der Masse des daran befestigten Körpers ausgenutzt.
Messgerät für Körpermasse und kleine Massen in der Schwerelosigkeit „IM-01M“ (Massenmessgerät): 
„IM“ wurde an den Bahnhöfen Saljut und Mir eingesetzt. Das Eigengewicht des Massemessers betrug 11 kg, das Wiegen dauerte eine halbe Minute, wobei das Gerät die Schwingungsdauer der Plattform mit der Last genau maß.
So beschreibt Valentin Lebedev den Vorgang in seinem „Tagebuch eines Kosmonauten“ (1982):
Dies ist das erste Mal, dass ich mich im Weltraum wiegen muss. Es ist klar, dass eine normale Waage hier nicht funktionieren kann, da es kein Gewicht gibt. Unsere Waagen sind im Gegensatz zu denen auf der Erde ungewöhnlich; sie funktionieren nach einem anderen Prinzip und sind eine oszillierende Plattform auf Federn.
Vor dem Wiegen senke ich die Plattform unter Zusammendrücken der Federn bis zu den Klammern ab, lege mich darauf, drücke sie fest an die Oberfläche und fixiere mich, gruppiere meinen Körper so, dass er nicht baumelt, und schlinge meine Beine und Arme um die Profilstütze der Plattform. Ich drücke den Auslöser. Ein leichter Druck und ich spüre Vibrationen. Ihre Häufigkeit wird auf dem Indikator in einem digitalen Code angezeigt. Ich lese den Wert ab, subtrahiere den Code für die Vibrationsfrequenz der Plattform, gemessen ohne Person, und ermittle anhand der Tabelle mein Gewicht.
Bemannte Orbitalstation Almaz, Massenmesser Nummer 5:
Eine modernisierte Version dieses Geräts befindet sich jetzt auf der Internationalen Raumstation: 
Video:
Um fair zu sein, wird Option 1 (vorläufiges Wiegen von allem) immer noch für die allgemeine Kontrolle verwendet, und Option 3 (Newtons zweites Gesetz) wird im Wägegerät des Space Linear Acceleration Mass Measurement Device verwendet (
Quizfragen. Wie verhält sich eine Sanduhr in der Schwerelosigkeit? Sanduhr - Seite Nr. 1/1
13f1223 „Axiumniks“
Quizfragen.
1.Wie verhalten sich Sanduhren in der Schwerelosigkeit?
Sanduhr- das einfachste Gerät zur Messung von Zeitintervallen, bestehend aus zwei durch einen schmalen Hals verbundenen Gefäßen, von denen eines teilweise mit Sand gefüllt ist. Die Zeit, die benötigt wird, bis der Sand durch den Hals in ein anderes Gefäß gegossen wird, kann zwischen mehreren Sekunden und mehreren Stunden liegen.
Sanduhren sind seit der Antike bekannt. In Europa verbreiteten sie sich im Mittelalter. Eine der ersten Erwähnungen einer solchen Uhr ist eine in Paris entdeckte Botschaft, die Anweisungen zur Herstellung von feinem Sand aus schwarzem Marmorpulver enthält, der in Wein gekocht und in der Sonne getrocknet wird. Auf Schiffen wurde eine 4-Stunden-Sanduhr (die Zeit einer Wache) und eine 30-Sekunden-Sanduhr verwendet, um die Geschwindigkeit des Schiffes anhand des Logbuchs zu bestimmen.
Derzeit werden Sanduhren nur bei einigen medizinischen Eingriffen, in der Fotografie und auch als Souvenirs verwendet.
Die Genauigkeit der Sanduhr hängt von der Qualität des Sandes ab. Die Kolben wurden mit geglühtem feinkörnigem Sand gefüllt, durch ein feines Sieb gesiebt und gründlich getrocknet. Als Ausgangsmaterialien wurden auch gemahlener Zink- und Bleistaub verwendet.
Die Genauigkeit des Hubs hängt auch von der Form der Kolben, der Qualität ihrer Oberfläche, der gleichmäßigen Korngröße und der Fließfähigkeit des Sandes ab. Bei längerem Gebrauch lässt die Genauigkeit der Sanduhr nach, da Sand die Innenfläche der Glühbirne beschädigt, sich der Durchmesser des Lochs im Diaphragma zwischen den Glühbirnen vergrößert und die Sandkörner in kleinere Stücke zerkleinert werden.
In der Schwerelosigkeit funktioniert eine Sanduhr wie eine Uhr mit Pendel nicht. Warum? Da sie von der Schwerkraft abhängen, wird das Pendel nicht schwingen und Sandkörner werden nicht fallen, da es im Weltraum keine Schwerkraft gibt.
2. Wie misst man die Masse eines Körpers im Weltraum?
Wir wissen also, dass die Masse eine grundlegende physikalische Größe ist, die die physikalischen Trägheits- und Gravitationseigenschaften eines Körpers bestimmt. Aus Sicht der Relativitätstheorie charakterisiert die Masse eines Körpers m seine Ruheenergie, die nach Einsteins Beziehung die Lichtgeschwindigkeit ist.In Newtons Gravitationstheorie dient die Masse als Quelle der universellen Schwerkraft, die alle Körper zueinander anzieht. Die Kraft, mit der ein Massekörper einen Massekörper anzieht, wird durch das Newtonsche Gravitationsgesetz bestimmt:
oder um genauer zu sein. 
, wo ist ein Vektor
Die Trägheitseigenschaften der Masse in der nichtrelativistischen (Newtonschen) Mechanik werden durch die Beziehung bestimmt. Aus dem oben Gesagten lassen sich mindestens drei Möglichkeiten zur Bestimmung der Körpermasse in der Schwerelosigkeit ableiten.
Ja, wenn Sie sich zufällig in der Schwerelosigkeit befinden, denken Sie daran, dass das Fehlen von Gewicht nicht das Fehlen von Masse bedeutet, und wenn Sie gegen die Seite Ihres Raumschiffs prallen, werden die blauen Flecken und Beulen real sein :).
Im Weltraum ist es nicht nur schwierig, sondern fast unmöglich, einen gewöhnlichen Hammer zu benutzen. Dies geschieht, weil wir auf der Erde und im Weltraum unterschiedliche Gravitationsbedingungen haben. Zum Beispiel: Im Weltraum herrscht ein Vakuum, im Weltraum gibt es kein Gewicht, das heißt, alle sind gleich, egal ob man ein Knopf oder eine Raumstation ist.
Im Weltraum gibt es kein Konzept von oben und unten, weil... Es gibt keinen Orientierungspunkt, von dem aus man sagen könnte, dass dort, wo oben und auf der anderen Seite unten ist, man natürlich einen Planeten als Orientierungspunkt nehmen kann, zum Beispiel die Sonne, aber das wird nicht offiziell akzeptiert, man glaubt, dass es kein Oben gibt und runter.
Die Konstruktion des Hammers auf dem Boden basiert auf dem Prinzip, eine größere kinetische Energie zu erhalten, d. h. je größer die Schwunggeschwindigkeit und die Masse des Hammers selbst, desto stärker der Schlag.
Am Boden arbeiten wir mit einem Hammer über einen Drehpunkt – der Boden, der Boden ruht auf dem Boden, und der Boden ist der Boden, alles wird nach unten gezogen. Im Weltraum gibt es keinen Drehpunkt, keinen Boden und jeder hat kein Gewicht. Wenn der Astronaut mit einem Hammer schlägt, sieht es aus wie eine Kollision zweier Körper mit kinetischer Energie, der Astronaut beginnt einfach, sich von einer Seite zur anderen zu drehen Seite, sonst fliegt er zur Seite, weil sie selbst an nichts „gebunden“ sind. Daher müssen Sie mit einem Hammer in Bezug auf etwas arbeiten. Sie können den Hammer beispielsweise am Körper dessen befestigen, was Sie schlagen müssen, sodass der Hammer nicht alleine ist, sondern einen Drehpunkt hat.
Für Arbeiten im Weltraum erfanden sowjetische Spezialisten einen speziellen Hammer. Darüber hinaus kam dieser Hammer 1977 in den Handel. Sie erkennen es an seinem bequemen Griff. Um endlich sicherzustellen, dass der Hammer „kosmisch“ ist, muss man an die Oberfläche schlagen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hämmern springt er nach dem Aufprall nicht zurück. Sein Schlagteil ist hohl und in den Hohlraum sind Metallkugeln eingegossen. Im Moment des Aufpralls rasen die unteren Kugeln nach oben und die oberen bewegen sich weiter nach unten. Durch die Reibung zwischen ihnen wird die Rückstoßenergie abgebaut. Sie können das Prinzip einer Presse nutzen, die in der Schwerelosigkeit hervorragend funktioniert, da dort Kraft eingesetzt wird, die Presse arbeitet relativ zum Rahmen, an dem die Zylinder befestigt sind. Der Rahmen selbst muss am Körper des zu treffenden Objekts befestigt werden. Folgendes passiert: Am Körper des Raumfahrzeugs wird ein „Hammer“ befestigt, der wie eine Presse wirkt. Wenn Sie einen solchen Hammer verwenden, können Sie jeden Nagel oder jede Niete hämmern oder, genauer gesagt, zertrümmern.
Was ist der Unterschied zwischen dem Gefrierprozess von Wasser auf der Erde und im Weltraumorbit?
Liegt der Druck jedoch unter 610 Pa (dem Tripelpunktdruck von Wasser), kann Wasser nicht in flüssigem Zustand vorliegen – weder Eis noch Dampf. Daher verdampft bei sehr niedrigen Drücken der größte Teil des Wassers und der Rest wird zu Eis. Beispielsweise (siehe Phasendiagramm) liegt bei einem Druck von 100 Pa die Grenzfläche zwischen Eis und Dampf bei etwa 250 K. Hier müssen Sie sich das Gesetz der Geschwindigkeitsverteilung von Molekülen ansehen. Nehmen wir mit einer Taschenlampe an, dass die langsamsten 5 % der Wassermoleküle eine Durchschnittstemperatur von 250 K haben. Das bedeutet, dass bei einem Druck von 100 Pa 95 % des Wassers verdampfen und 5 % zu Eis werden und die Temperatur dieses Eises 250 K beträgt.
Diese Argumente berücksichtigen natürlich keine Feinheiten wie die latente Energie von Phasenübergängen oder die Umverteilung von Molekülen nach Geschwindigkeit beim Abkühlen, aber ich denke, dass sie den Prozess qualitativ korrekt beschreiben.
Im Weltraum ist der Druck deutlich geringer, aber nicht Null. Und die Kurve zwischen Eis und Dampf im Phasendiagramm geht mit abnehmendem Druck zum Punkt (T = 0; P = 0). Das heißt, bei jedem beliebig niedrigen Druck (aber ungleich Null) ist die Temperatur der Eissublimation ungleich Null. Das bedeutet, dass der überwiegende Teil des Wassers verdunstet, ein mikroskopischer Teil davon jedoch zu Eis wird.
Hier gibt es noch eine Nuance. Der Weltraum wird von Strahlung mit einer Temperatur von etwa 3 K durchdrungen. Das bedeutet, dass Wasser (Eis) nicht unter 3 K abkühlen kann. Daher hängt der Ausgang des Prozesses vom Sublimationsdruck des Eises bei einer Temperatur von 3 K ab. Da die Sublimationsgrenze nach einer sehr steilen Exponentialfunktion gegen Null geht
P = A exp(-k/T), mit A etwa 10^11 Pa und k etwa 5200,
dann ist der Sublimationsdruck bei 3 K exponentiell klein, sodass das gesamte Wasser verdunsten sollte (oder das gesamte Eis sublimieren sollte, wenn Sie möchten). 
Mit der zunehmenden Dauer von Raumflügen stellten Ärzte die Frage nach der Notwendigkeit, das Gewicht von Astronauten zu überwachen.
Ein Übergang in einen anderen Lebensraum führt sicherlich zu einer Umstrukturierung des Körpers, einschließlich einer Umverteilung der Flüssigkeitsströme in ihm.
In der Schwerelosigkeit verändert sich der Blutfluss – von den unteren Extremitäten fließt ein erheblicher Teil davon zur Brust und zum Kopf.
Der Dehydrierungsprozess des Körpers wird angeregt und die Person verliert an Gewicht.
Allerdings ist bereits der Verlust von einem Fünftel Wasser, beim Menschen sind es 60-65 %, sehr gefährlich für den Körper.
Daher benötigten Ärzte ein zuverlässiges Gerät, um das Körpergewicht von Astronauten während des Fluges und bei der Vorbereitung auf die Rückkehr zur Erde ständig zu überwachen.
Herkömmliche „irdische“ Waagen ermitteln nicht die Masse, sondern das Gewicht des Körpers – also die Schwerkraft, mit der er auf das Gerät drückt.
In der Schwerelosigkeit ist ein solches Prinzip inakzeptabel – sowohl ein Staubkorn als auch ein Behälter mit Ladung, mit unterschiedlichen Massen, haben das gleiche Gewicht – Null.
Bei der Entwicklung eines Gewichtsmessers in der Schwerelosigkeit mussten die Ingenieure ein anderes Prinzip anwenden.
Funktionsprinzip des Massemessers
Der Körpermassenmesser in der Schwerelosigkeit ist nach der harmonischen Oszillatorschaltung aufgebaut.
Wie bekannt ist, hängt die Periode der freien Schwingungen einer Last an einer Feder von ihrer Masse ab. Somit berechnet das Oszillatorsystem die Schwingungsdauer einer speziellen Plattform mit einem Astronauten oder einem darauf platzierten Objekt neu, um Masse zu erzeugen.
Der Körper, dessen Masse gemessen werden soll, ist an einer Feder so befestigt, dass er entlang der Federachse frei schwingen kann.
Zeitraum T (\displaystyle T) Diese Schwankungen hängen mit dem Körpergewicht zusammen M (\displaystyle M) Verhältnis:
T = 2 π M K (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (\frac (M)(K))))wobei K der Federelastizitätskoeffizient ist.
Also wissen K (\displaystyle K) und messen T (\displaystyle T), kann gefunden werden M (\displaystyle M).
Aus der Formel geht hervor, dass die Schwingungsdauer weder von der Amplitude noch von der Erdbeschleunigung abhängt.
Gerät
Das „stuhlartige“ Gerät besteht aus vier Teilen: einer Plattform, auf der der Astronaut sitzen kann (oberer Teil), einer Basis, die am „Boden“ der Station befestigt wird (unterer Teil), einem Ständer und einem mechanischen Mittelteil sowie eine elektronische Leseeinheit.
Gerätegröße: 79,8 x 72 x 31,8 cm. Material: Aluminium, Gummi, organisches Glas. Das Gewicht des Geräts beträgt etwa 11 Kilogramm.
Der obere Teil des Geräts, auf dem der Astronaut mit der Brust liegt, besteht aus drei Teilen. An der oberen Plattform ist eine rechteckige Plexiglasplatte befestigt. Am Ende der Plattform erstreckt sich auf einer Metallstange eine Kinnstütze für den Astronauten.
Der untere Teil des Geräts ist ein hufeisenförmiger Sockel, an dem der mechanische Teil des Geräts und die Lesemesseinheit befestigt sind.
Der mechanische Teil besteht aus einer vertikalen zylindrischen Strebe, entlang der sich außen auf Lagern ein zweiter Zylinder bewegt. An der Außenseite des beweglichen Zylinders befinden sich zwei Schwungräder mit Stoppern, um das bewegliche System in der Mittelposition zu fixieren.
Am oberen Ende des beweglichen Zylinders ist mit zwei Rohrhalterungen eine geformte Plattform für den Körper des Kosmonauten befestigt, die seine Masse bestimmt.
An der unteren Hälfte des beweglichen Zylinders sind zwei Griffe mit Auslösern an den Enden angebracht, mit deren Hilfe die Stopper des beweglichen Systems in die Griffe eingelassen werden.
Am Boden des Außenzylinders befindet sich eine Fußstütze für den Astronauten, die über zwei Gummikappen verfügt.
Im Inneren des zylindrischen Gestells bewegt sich eine Metallstange, die an einem Ende in der oberen Plattform eingebettet ist. Am gegenüberliegenden Ende der Stange befindet sich eine Platte, an deren beiden Seiten zwei Federn angebracht sind, die das Bewegungssystem des Geräts in der Schwerelosigkeit in die Mittelposition bringen. Am Boden des Gestells ist ein magnetoelektrischer Sensor angebracht, der die Schwingungsdauer des bewegten Systems aufzeichnet.
Der Sensor berücksichtigt automatisch die Dauer der Schwingungsperiode mit einer Genauigkeit von einer Tausendstelsekunde.
Wie oben gezeigt, hängt die Schwingungsfrequenz des „Stuhls“ von der Masse der Last ab. Der Astronaut muss also nur ein wenig auf einer solchen Schaukel schwingen, und nach einer Weile berechnet die Elektronik das Messergebnis und zeigt es an.
Um das Körpergewicht eines Astronauten zu messen, reichen 30 Sekunden.
Später stellte sich heraus, dass die „kosmischen Skalen“ viel genauer sind als die medizinischen, die im Alltag verwendet werden.
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Geschichte
Ein Gerät zur Messung des Körpergewichts eines Astronauten wurde spätestens 1976 im Leningrader Sonderdesign- und Technologiebüro „Biofizpribor“ (SKTB „Biofizpribor“) entwickelt.
