سوالات امتحانی ساعت شنی در حالت بی وزنی چگونه رفتار می کند؟ ساعت شنی. چرا شیشه هایی که تا به امروز در ساختمان های باستانی باقی مانده اند در قسمت پایین ضخیم تر هستند؟ هوای گرم بالا می رود. چرا در تروپوسفر پایین تر گرم تر است؟

به محض اینکه مردم برای اولین بار سر خود را بلند کردند و چشمان خود را به آسمان شب دوختند، به معنای واقعی کلمه مجذوب نور ستارگان شدند. این جذابیت منجر به هزاران سال کار بر روی نظریه ها و اکتشافات مربوط به منظومه شمسی و اجرام کیهانی موجود در آن شده است. با این حال، مانند هر زمینه دیگری، دانش در مورد فضا اغلب مبتنی بر نتیجه‌گیری‌های نادرست و تفسیرهای نادرست است، که متعاقباً به صورت اسمی در نظر گرفته می‌شوند. با توجه به اینکه موضوع نجوم نه تنها در بین حرفه ای ها، بلکه در بین آماتورها نیز بسیار پرطرفدار بود، به راحتی می توان فهمید که چرا هر از چند گاهی این باورهای غلط ریشه محکمی در اذهان جامعه دارد.

احتمالاً بسیاری از مردم آلبوم Pink Floyd The Dark Side of the Moon را شنیده اند و این ایده که ماه یک سمت تاریک دارد در بین جامعه بسیار محبوب شده است. تنها چیزی که وجود دارد این است که ماه هیچ سمت تاریکی ندارد. این عبارت یکی از رایج ترین باورهای غلط است. و دلیل آن به نحوه چرخش ماه به دور زمین و همچنین با این واقعیت است که ماه همیشه فقط با یک طرف به سیاره ما می چرخد. با این حال، با وجود این واقعیت که ما فقط یک طرف آن را می بینیم، اغلب شاهد این واقعیت هستیم که برخی از قسمت های آن روشن تر می شوند، در حالی که برخی دیگر با تاریکی پوشیده شده است. با توجه به این موضوع، منطقی بود که فرض کنیم همین قاعده برای طرف مقابل او نیز اعمال می شود.

یک تعریف صحیح تر «سمت دور ماه» خواهد بود. و حتی اگر آن را نبینیم، همیشه تاریک نمی ماند. موضوع این است که منبع درخشش ماه در آسمان زمین نیست، بلکه خورشید است. حتی اگر نتوانیم طرف دیگر ماه را ببینیم، آن نیز توسط خورشید روشن می شود. به صورت چرخه ای اتفاق می افتد، درست مانند روی زمین. درست است، این چرخه کمی بیشتر طول می کشد. یک روز کامل قمری معادل حدود دو هفته زمینی است. دو واقعیت جالب بعد برنامه های فضایی قمری هرگز در آن سمت ماه که همیشه از زمین دور شده است فرود نیامده است. ماموریت های فضایی سرنشین دار هرگز در طول چرخه ماه شبانه پرواز نکرده اند.

تأثیر ماه بر جزر و مد

یکی از رایج ترین تصورات غلط مربوط به نحوه عملکرد نیروهای جزر و مدی است. اکثر مردم می دانند که این نیروها به ماه بستگی دارند. و حقیقت دارد. با این حال، بسیاری از مردم هنوز به اشتباه معتقدند که فقط ماه مسئول این فرآیندها است. به عبارت ساده، نیروهای جزر و مدی را می توان توسط نیروهای گرانشی هر جسم کیهانی نزدیک با اندازه کافی کنترل کرد. و اگرچه ماه جرم زیادی دارد و در نزدیکی ما قرار دارد، اما تنها منبع این پدیده نیست. خورشید همچنین تأثیر خاصی بر نیروهای جزر و مدی دارد. در عین حال، اثر ترکیبی ماه و خورشید در لحظه هم ترازی (در یک خط) این دو جرم نجومی به شدت افزایش می یابد.

با این حال، ماه نسبت به خورشید تأثیر بیشتری بر این فرآیندهای زمینی دارد. این به این دلیل است که با وجود تفاوت عظیم جرم، ماه به ما نزدیکتر است. اگر روزی ماه از بین برود، آشفتگی آبهای اقیانوس به هیچ وجه متوقف نخواهد شد. با این حال، رفتار جزر و مد به طور قابل توجهی تغییر خواهد کرد.

خورشید و ماه تنها اجرام کیهانی هستند که در طول روز قابل مشاهده هستند

چه جسم نجومی را در طول روز می توانیم در آسمان ببینیم؟ درست است، خورشید. بسیاری از مردم بیش از یک بار ماه را در طول روز دیده اند. اغلب، یا در اوایل صبح، یا زمانی که تازه شروع به تاریک شدن می کند، دیده می شود. با این حال، اکثر مردم بر این باورند که تنها این اجرام فضایی را می توان در طول روز در آسمان دید. مردم از ترس سلامتی خود معمولاً به خورشید نگاه نمی کنند. اما در کنار او در طول روز می توانید چیز دیگری پیدا کنید.

شی دیگری در آسمان وجود دارد که حتی در طول روز نیز در آسمان دیده می شود. این جسم زهره است. هنگامی که به آسمان شب نگاه می کنید و یک نقطه درخشان به وضوح برجسته روی آن می بینید، بدانید که اغلب زهره را می بینید، نه ستاره ای. فیل پلات، ستون نویس بد نجوم در دیسکاور، راهنمای کوتاهی برای یافتن زهره و ماه در آسمان روز گردآوری کرده است. نویسنده در عین حال توصیه می کند که بسیار مراقب باشید و سعی کنید به خورشید نگاه نکنید.

فضای بین سیارات و ستاره ها خالی است

وقتی از فضا صحبت می کنیم، بلافاصله فضای بی پایان و سردی را تصور می کنیم که پر از خلاء است. و اگرچه ما به خوبی می دانیم که روند شکل گیری اجرام نجومی جدید در کیهان ادامه دارد، بسیاری از ما مطمئن هستیم که فضای بین این اجرام کاملاً خالی است. چرا تعجب کنید اگر خود دانشمندان برای مدت طولانی این را باور داشتند؟ با این حال، تحقیقات جدید نشان داده است که در جهان بسیار جالب تر از آن چیزی است که با چشم غیر مسلح دیده می شود.

چندی پیش ستاره شناسان انرژی تاریک را در فضا کشف کردند. و این اوست که به گفته بسیاری از دانشمندان باعث می شود جهان به گسترش خود ادامه دهد. علاوه بر این، سرعت این انبساط فضا به طور مداوم در حال افزایش است و به گفته محققان، پس از چندین میلیارد سال، این می تواند منجر به "پارگی" جهان شود. انرژی اسرارآمیز در یک حجم یا حجم دیگر تقریباً در همه جا در دسترس است - حتی در ساختار فضا. فیزیکدانانی که این پدیده را مطالعه می کنند بر این باورند که علیرغم وجود رازهای بسیاری که هنوز حل نشده اند، خود فضای بین سیاره ای، بین ستاره ای و حتی بین کهکشانی اصلاً آنقدر که قبلا تصور می کردیم خالی نیست.

ما تصور روشنی از هر چیزی که در منظومه شمسی در حال رخ دادن است داریم

برای مدت طولانی تصور می شد که نه سیاره در منظومه شمسی ما وجود دارد. آخرین سیاره پلوتون بود. همانطور که می دانید وضعیت پلوتو به عنوان یک سیاره اخیرا زیر سوال رفته است. دلیل این امر این بود که اخترشناسان شروع به یافتن اجرامی در داخل منظومه شمسی کردند که اندازه آنها با اندازه پلوتو همبستگی داشت، اما این اجرام در داخل به اصطلاح کمربند سیارکی واقع در پشت سیاره نهم سابق قرار دارند. این کشف به سرعت درک دانشمندان را از شکل ظاهری منظومه شمسی تغییر داد. اخیراً، یک مقاله علمی نظری منتشر شده است که نشان می دهد دو جرم فضایی بیشتر از زمین و حدود 15 برابر جرم آن را می توان در منظومه شمسی نگهداری کرد.

این نظریه ها بر اساس محاسبات تعداد مدارهای مختلف اجرام در منظومه شمسی و همچنین برهمکنش آنها با یکدیگر است. با این حال، همانطور که در مقاله اشاره شد، علم هنوز تلسکوپ های مناسبی ندارد که به اثبات یا رد این نظر کمک کند. و در حالی که ممکن است چنین اظهاراتی مانند برگ چای به نظر برسد، مطمئناً واضح است (به لطف بسیاری از اکتشافات دیگر) که در قسمت های بیرونی منظومه شمسی ما بسیار جالب تر از آنچه قبلاً فکر می کردیم وجود دارد. فناوری فضایی ما دائما در حال پیشرفت است و ما در حال ساخت تلسکوپ های پیشرفته تری هستیم. این احتمال وجود دارد که روزی آنها به ما کمک کنند تا چیزی را که قبلاً در حیاط خلوت خانه مان متوجه نشده بود پیدا کنیم.

دمای خورشید مدام در حال افزایش است

بر اساس یکی از محبوب ترین "تئوری های توطئه"، تأثیر نور خورشید بر زمین در حال افزایش است. با این حال، این به دلیل آلودگی محیطی و هرگونه تغییر آب و هوای جهانی نیست، بلکه به دلیل افزایش دمای خورشید است. این گفته تا حدی درست است. با این حال، این رشد بستگی به این دارد که چه سالی در تقویم است.

از سال 1843، دانشمندان دائماً چرخه های خورشیدی را مستند می کنند. به لطف این مشاهدات، آنها متوجه شدند که Luminary ما کاملاً قابل پیش بینی است. در چرخه خاصی از فعالیت خود، دمای خورشید تا حد معینی افزایش می یابد. چرخه تغییر می کند و دما شروع به کاهش می کند. به گفته دانشمندان ناسا، هر چرخه خورشیدی حدود 11 سال طول می کشد و 150 محقق گذشته هر یک از آنها را ردیابی کرده اند.

اگرچه بسیاری از چیزها در مورد آب و هوا و ارتباط آن با فعالیت خورشیدی هنوز برای دانشمندان یک معما است، علم ایده بسیار خوبی در مورد زمان افزایش یا کاهش در این فعالیت خورشیدی دارد. دوره های گرمایش و سرد شدن خورشید را حداکثر خورشیدی و حداقل خورشیدی می نامند. وقتی خورشید به حداکثر خود برسد، کل منظومه شمسی گرمتر می شود. با این حال، این روند کاملا طبیعی است و هر 11 سال یکبار اتفاق می افتد.

میدان سیارکی منظومه شمسی شبیه به معدن است

در یک صحنه کلاسیک از جنگ ستارگان، هان سولو و دوستانش در کشتی مجبور بودند از تعقیب کنندگان خود در یک میدان سیارکی پنهان شوند. در همان زمان اعلام شد که شانس عبور موفقیت آمیز این میدان 3720 به 1 است. این نکته و همچنین گرافیک دیدنی کامپیوتری این تصور را که میدان های سیارکی شبیه به مین هستند در ذهن مردم کنار گذاشته است. پیش بینی موفقیت عبور آنها تقریبا غیرممکن است. در واقع این اظهار نظر نادرست است. اگر هان سولو مجبور بود در زندگی واقعی از یک میدان سیارکی عبور کند، به احتمال زیاد، هر تغییر در مسیر پرواز بیش از یک بار در هفته (و نه یک بار در ثانیه، همانطور که در فیلم نشان داده شده است) اتفاق می‌افتد.

چرا می پرسی؟ بله، زیرا فضا بسیار بزرگ است و فواصل بین اشیاء در آن، به طور معمول، به همان اندازه بسیار زیاد است. به عنوان مثال، کمربند سیارکی در منظومه شمسی ما بسیار پراکنده است، بنابراین در زندگی واقعی، هان سولو، و همچنین خود دارث ویدر با ناوگان کاملی از ناوشکن‌های ستاره، عبور از آن دشوار نبود. همان سیارک هایی که در خود فیلم نشان داده شد به احتمال زیاد نتیجه برخورد دو جرم غول پیکر آسمانی است.

انفجار در فضا

دو تصور غلط بسیار رایج در مورد نحوه عملکرد اصل انفجار در فضا وجود دارد. اولین موردی که ممکن است در بسیاری از فیلم های علمی تخیلی دیده باشید. هنگامی که دو سفینه فضایی با هم برخورد می کنند، یک انفجار غول پیکر رخ می دهد. در همان زمان، اغلب معلوم می شود که آنقدر قدرتمند است که موج ضربه ای از آن، سایر سفینه های فضایی نزدیک را نیز نابود می کند. طبق تصور غلط دوم، از آنجایی که در خلاء فضا اکسیژن وجود ندارد، انفجار در آن به طور کلی غیرممکن است. واقعیت در واقع جایی بین این دو نظر است.

اگر انفجاری در داخل کشتی رخ دهد، اکسیژن داخل آن با گازهای دیگر مخلوط می شود که به نوبه خود واکنش شیمیایی لازم برای شروع آتش را ایجاد می کند. بسته به غلظت گازها، واقعاً می تواند آتش زیادی وجود داشته باشد که برای منفجر کردن کل کشتی کافی باشد. اما از آنجایی که هیچ فشاری در فضا وجود ندارد، انفجار در عرض چند میلی ثانیه پس از برخورد به شرایط خلاء از بین می‌رود. آنقدر سریع اتفاق می افتد که حتی وقت پلک زدن هم نخواهید داشت. به غیر از آن، موج ضربه ای وجود نخواهد داشت که مخرب ترین قسمت انفجار است.

اخیراً در اخبار، اغلب می‌توانید سرفصل‌هایی پیدا کنید که ستاره‌شناسان سیاره فراخورشیدی دیگری را پیدا کرده‌اند که به طور بالقوه می‌تواند از حیات پشتیبانی کند. وقتی مردم درباره سیارات جدید یافت شده در این راستا می شنوند، اغلب به آن فکر می کنند که چقدر عالی است که راهی برای جمع کردن وسایل و رفتن به زیستگاه های پاک تری پیدا کنند، جایی که طبیعت در معرض تأثیرات انسان ساز قرار نگرفته است. اما قبل از اینکه برای فتح وسعت فضای عمیق حرکت کنیم، باید تعدادی از مسائل بسیار مهم را حل کنیم. به عنوان مثال، تا زمانی که یک روش کاملاً جدید برای سفر فضایی اختراع نکنیم، امکان رسیدن به این سیارات فراخورشیدی به اندازه مراسم جادویی برای احضار شیاطین از بعد دیگر واقعی خواهد بود. حتی اگر راهی برای رسیدن از نقطه "A" در فضا به نقطه "B" در سریع ترین زمان ممکن پیدا کنیم (مثلاً با استفاده از درایوهای پیچ و تاب ابرفضا یا کرم چاله ها)، باز هم تعدادی کار داریم که باید حل شوند. قبل از حرکت .

آیا فکر می کنید ما چیزهای زیادی در مورد سیارات فراخورشیدی می دانیم؟ در واقع، ما حتی تصوری از چیستی آن نداریم. واقعیت این است که این سیارات فراخورشیدی آنقدر دور هستند که ما حتی قادر به محاسبه اندازه واقعی، ترکیب جو و دمای آنها نیستیم. همه دانش در مورد آنها فقط بر اساس حدس و گمان است. تنها کاری که می‌توانیم انجام دهیم این است که فاصله بین سیاره و ستاره اصلی آن را حدس بزنیم و بر اساس این دانش، ارزش اندازه تخمینی آن را در رابطه با زمین استنتاج کنیم. همچنین شایان توجه است که علیرغم سرفصل‌های مکرر و پر سر و صدا در مورد سیارات فراخورشیدی جدید یافت شده، در میان تمام یافته‌ها، تنها حدود صد مورد در داخل منطقه به اصطلاح قابل سکونت قرار دارند که به طور بالقوه برای حمایت از حیات مشابه زمین مناسب هستند. علاوه بر این، حتی در میان این لیست، تنها تعداد کمی می توانند برای زندگی مناسب باشند. و کلمه "می" در اینجا تصادفی به کار نمی رود. دانشمندان نیز پاسخ روشنی برای این موضوع ندارند.

وزن جسم در فضا صفر است

مردم فکر می کنند که اگر شخصی در یک سفینه فضایی یا ایستگاه فضایی باشد، بدن او در بی وزنی کامل است (یعنی وزن بدن صفر است). با این حال، این یک تصور غلط بسیار رایج است، زیرا چیزی در فضا به نام ریزگرانش وجود دارد. این حالتی است که در آن شتاب ناشی از گرانش هنوز مؤثر است، اما به شدت کاهش می یابد. و در عین حال خود نیروی جاذبه به هیچ وجه تغییر نمی کند. حتی زمانی که بالای سطح زمین نیستید، نیروی گرانش (جاذبه) وارد شده بر شما همچنان بسیار قوی است. علاوه بر این، نیروهای گرانشی خورشید و ماه بر شما اعمال می شود. بنابراین، وقتی در ایستگاه فضایی هستید، وزن بدن شما از این کمتر نخواهد بود. دلیل حالت بی وزنی در اصل چرخش این ایستگاه به دور زمین نهفته است. به زبان ساده، یک فرد در این لحظه در یک سقوط آزاد بی پایان است (فقط او همراه با ایستگاه نه به پایین، بلکه به جلو می افتد)، اما خود چرخش ایستگاه به دور سیاره باعث افزایش اوج می شود. این اثر حتی در اتمسفر زمین در هواپیما، زمانی که دستگاه ارتفاع مشخصی را به دست می‌آورد و سپس به طور ناگهانی شروع به فرود می‌کند، می‌تواند تکرار شود. گاهی اوقات از این تکنیک برای آموزش فضانوردان و فضانوردان استفاده می شود.

که اکنون در ایستگاه فضایی بین المللی کار می کند، بخوانید:
"... به جمع آوری اولیه محموله برای سایوز خود، از جمله سهمیه شخصی 1.5 کیلوگرمی خود ادامه دادیم و سایر وسایل شخصی خود را برای بازگشت به زمین بسته بندی کردیم.".

فکر کردم خوب، فضانوردان از مدار می توانند 1.5 کیلوگرم چیز را با خود ببرند. اما چگونه جرم خود را در گرانش صفر (میکروگرانش) تعیین خواهند کرد؟

گزینه 1 - حسابداری. همه چیزهای روی فضاپیما باید از قبل سنجیده شوند. باید کاملاً مشخص شود که کلاهک خودکار، جوراب و فلش درایو چقدر وزن دارند.

گزینه 2 - گریز از مرکز. ما جسم را روی یک فنر مدرج باز می کنیم. از سرعت زاویه ای، شعاع چرخش و تغییر شکل فنر، جرم آن را محاسبه می کنیم.

گزینه 3 - نیوتنی دوم (F=ma). بدن را با فنر فشار می دهیم، شتاب آن را اندازه می گیریم. با دانستن نیروی فشار فنر، جرم را بدست می آوریم.

معلوم شد چهارمین.
از وابستگی دوره نوسان فنر به جرم جسم ثابت روی آن استفاده می شود.
متر وزن بدن و جرم های کوچک در حالت بی وزنی "IM-01M" (جرم سنج):

"IM" در ایستگاه های سالیوت و میر استفاده شد. جرم خود جرم سنج 11 کیلوگرم بود، وزن آن نیم دقیقه طول کشید و در طی آن دستگاه دوره نوسان سکو را با بار با دقت بالا اندازه گیری کرد.

والنتین لبدف چگونه این روش را در دفتر خاطرات یک کیهان نورد (1982) شرح می دهد:
"برای اولین بار، شما باید خود را در فضا وزن کنید. واضح است که ترازوهای معمولی در اینجا نمی توانند کار کنند، زیرا وزنی وجود ندارد. ترازوهای ما، بر خلاف ترازوهای زمینی، غیر معمول هستند، آنها بر اساس یک اصل متفاوت کار می کنند و نشان دهنده یک نوسان هستند. سکو روی چشمه ها
قبل از وزن کردن، سکو را پایین می‌آورم و فنرها را روی گیره‌ها می‌فشارم، روی آن دراز می‌کشم، محکم به سطح فشار می‌دهم، و خودم را ثابت می‌کنم، بدنه را طوری دسته‌بندی می‌کنم که آویزان نشود، محل پروفیل سکو را با من می‌بندم. پاها و بازوها فشار میدم پایین یک فشار خفیف، و من لرزش را احساس می کنم. فرکانس آنها در یک کد دیجیتال روی نشانگر نمایش داده می شود. مقدار آن را می خوانم، کد فرکانس ارتعاش پلت فرم را که بدون شخص اندازه گیری می شود، کم می کنم و وزن خود را از جدول تعیین می کنم.

ایستگاه سرنشین دار مداری "آلماز" جرم سنج زیر شماره 5:

نسخه ارتقا یافته این دستگاه اکنون در ایستگاه فضایی بین المللی است:

اگر بخواهیم منصفانه باشیم، گزینه 1 (پیش وزن کردن همه چیز) همچنان برای کنترل کلی استفاده می شود و گزینه 3 (قانون دوم نیوتن) در دستگاه اندازه گیری جرم شتاب خطی فضایی استفاده می شود.

با افزایش مدت زمان پروازهای فضایی، پزشکان این سوال را در مورد لزوم نظارت بر وزن فضانوردان مطرح کردند.

انتقال به زیستگاه دیگر مطمئناً منجر به بازسازی بدن از جمله توزیع مجدد جریان های مایع در آن می شود.

در بی وزنی، جریان خون تغییر می کند - از اندام تحتانی، بخش قابل توجهی از آن به سینه و سر جریان می یابد.

روند کم آبی بدن تحریک می شود و فرد وزن کم می کند.

اما از دست دادن حتی یک پنجم آب که 60 تا 65 درصد در انسان است، برای بدن بسیار خطرناک است.

بنابراین، پزشکان به یک دستگاه قابل اعتماد برای نظارت مداوم بر وزن بدن فضانوردان در پرواز و آماده سازی برای بازگشت به زمین نیاز داشتند.

ترازوهای معمولی "زمینی" جرم را تعیین نمی کنند، بلکه وزن بدن را تعیین می کنند - یعنی نیروی گرانشی که با آن روی دستگاه فشار می آورد.

در بی وزنی، چنین اصلی غیرقابل قبول است - هم یک ذره گرد و غبار و هم یک ظرف با بار، با جرم های مختلف، وزن یکسانی دارند - صفر.

مهندسان هنگام ایجاد یک متر توده بدن در گرانش صفر باید از یک اصل متفاوت استفاده می کردند.

اصل عملکرد جرم سنج

متر توده بدن در بی وزنی بر اساس طرح یک نوسان ساز هارمونیک ساخته شده است.

همانطور که می دانید دوره نوسان آزاد بار روی فنر به جرم آن بستگی دارد. بنابراین، سیستم نوسانگر دوره نوسان یک سکوی ویژه را با یک فضانورد یا جسمی که روی آن قرار داده شده تا جرم دوباره محاسبه می کند.

جسمی که قرار است جرم آن اندازه گیری شود روی فنر به گونه ای ثابت می شود که بتواند آزادانه در امتداد محور فنر نوسان کند.

دوره زمانی T (\displaystyle T)یکی از این نوسانات مربوط به وزن بدن است M (\displaystyle M)نسبت:

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

که در آن K ضریب کشسانی فنر است.

بنابراین، دانستن K (\displaystyle K)و اندازه گیری T (\displaystyle T)، را می توان یافت M (\displaystyle M).

از فرمول می توان دریافت که دوره نوسان نه به دامنه و نه به شتاب گرانشی بستگی ندارد.

دستگاه

این دستگاه که شبیه یک "صندلی" است از چهار قسمت تشکیل شده است: یک سکو برای قرار دادن فضانورد (قسمت بالایی)، یک پایه که به "کف" ایستگاه (قسمت پایین) متصل است، یک قفسه و یک قسمت میانی مکانیکی. و یک بلوک خواندن الکترونیکی.

اندازه ابزار: 79.8 x 72 x 31.8 سانتی متر. جنس: آلومینیوم، لاستیک، شیشه آلی. وزن دستگاه حدود 11 کیلوگرم است.

قسمت بالایی دستگاه که فضانورد با سینه بر روی آن می خوابد از سه قسمت تشکیل شده است. یک ورق مستطیلی از پلکسی گلاس به سکوی بالایی وصل شده است. تکیه گاه چانه یک فضانورد از انتهای سکو روی یک میله فلزی امتداد دارد.

قسمت پایینی دستگاه پایه نعل اسبی است که قسمت مکانیکی دستگاه و واحد اندازه گیری نشانگر به آن متصل شده است.

قسمت مکانیکی شامل یک قفسه استوانه ای عمودی است که در امتداد آن استوانه دوم روی یاتاقان ها به بیرون حرکت می کند. در خارج از سیلندر متحرک دو فلایویل با درپوش برای ثابت کردن سیستم متحرک در موقعیت وسط وجود دارد.

از بالا، به انتهای استوانه متحرک، با کمک دو براکت لوله‌ای، سکوی شکلی برای بدن فضانوردی که جرم او را تعیین می‌کند، وصل می‌شود.

در نیمه پایینی سیلندر متحرک، دو دسته وصل شده است که در انتها دارای ماشه هایی هستند که به کمک آنها دریچه های سیستم متحرک داخل دسته ها فرو رفته اند.

در پایین، روی استوانه بیرونی، یک زیرپایی برای فضانورد تعبیه شده است که دارای دو کلاهک لاستیکی است.

یک میله فلزی در داخل قفسه استوانه ای حرکت می کند که در یک انتهای سکوی بالایی مهر و موم شده است. صفحه ای در انتهای مخالف میله تعبیه شده است که در دو طرف آن دو فنر وصل شده است که سیستم متحرک دستگاه را در حالت گرانش صفر در وضعیت وسط قرار می دهد. یک سنسور مغناطیسی در پایین قفسه ثابت شده است که دوره نوسان سیستم متحرک را ثابت می کند.

سنسور به طور خودکار مدت زمان نوسان را با دقت یک هزارم ثانیه در نظر می گیرد.

همانطور که در بالا نشان داده شد، فرکانس نوسان "صندلی" به جرم بار بستگی دارد. بنابراین کافی است یک فضانورد کمی روی چنین تاب تاب بخورد و بعد از مدتی الکترونیک محاسبه کرده و نتیجه اندازه گیری را می دهد.

اندازه گیری توده بدن فضانورد 30 ثانیه طول می کشد.

متعاقباً معلوم شد که "ترازوهای فضایی" بسیار دقیق تر از مقیاس های پزشکی مورد استفاده در زندگی روزمره هستند.

این اولین بار است که باید خودم را در فضا وزن کنم. واضح است که ترازوهای معمولی نمی توانند در اینجا کار کنند، زیرا وزنی وجود ندارد. ترازوهای ما، بر خلاف ترازوهای زمینی، غیرعادی هستند، آنها بر اساس یک اصل متفاوت کار می کنند و نشان دهنده یک سکوی نوسانی روی فنرها هستند. قبل از وزن کردن، سکو را پایین می‌آورم و فنرها را روی گیره‌ها می‌فشارم، روی آن دراز می‌کشم، محکم به سطح فشار می‌دهم، و خودم را ثابت می‌کنم، بدنه را طوری گروه می‌کنم که آویزان نشود، محل پروفیل سکو را با من می‌بندم. پاها و بازوها فشار میدم پایین یک فشار خفیف، و من لرزش را احساس می کنم. فرکانس آنها در یک کد دیجیتال روی نشانگر نمایش داده می شود. مقدار آن را می خوانم، کد فرکانس ارتعاش پلت فرم را که بدون شخص اندازه گیری می شود، کم می کنم و وزن خود را از جدول تعیین می کنم. معلوم شد 74 کیلوگرم.

داستان

دستگاهی برای اندازه گیری وزن بدن یک فضانورد حداکثر تا سال 1976 در دفتر طراحی و فناوری ویژه لنینگراد Biofizpribor (SKTB Biofizpribor) ایجاد شد.

اگر روی ترازو ثابت بایستید، ترازو وزن دقیق تری را نشان می دهد. هنگامی که خم می شوید یا چمباتمه می زنید، ترازو کاهش وزن را نشان می دهد. در پایان شیب یا اسکات، ترازو افزایش وزن را نشان خواهد داد.

بازگشت به شروع

چرا بدن با نخ معلق است. نوسان می کند تا زمانی که مرکز ثقل آن مستقیماً زیر نقطه تعلیق قرار گیرد؟

اگر مرکز ثقل زیر نقطه تعلیق نباشد، گرانش یک گشتاور ایجاد می کند. اگر مرکز ثقل زیر نقطه تعلیق باشد، گشتاور ناشی از گرانش صفر است.

زیرا توپ ها یکسان هستند، سپس توپ در حال حرکت قبل از ضربه متوقف می شود و توپ در حالت استراحت قبل از ضربه سرعت خود را به دست می آورد.

بازگشت به شروع

هوای گرم بالا می رود. چرا در تروپوسفر پایین تر گرم تر است؟

با بالا آمدن هوا، منبسط شده و سرد می شود.

چرا سایه پاهای روی زمین کمتر از سایه سر تار است؟

این به این دلیل است که سایه‌های تشکیل‌شده توسط بخش‌های مختلف یک منبع نور گسترده با یکدیگر همپوشانی دارند و مرزهای این سایه‌ها بر هم منطبق نیستند. فواصل بین مرزهای سایه ها از قسمت های مختلف منبع کمترین خواهد بود اگر فاصله جسم تا سطحی که سایه روی آن تشکیل شده است نسبتاً کم باشد.

در آبی که از یک شیر آب جاری می شود، بخشی از هوای محلول به شکل تعداد زیادی حباب کوچک آزاد می شود. در مرزهای این حباب ها، نور تحت بازتاب های متعددی قرار می گیرد، به همین دلیل، آب نور سفید شیری به خود می گیرد.

چنین موتوری کار خواهد کرد، اما راندمان آن کم خواهد بود، زیرا بیشتر کار انجام شده به فشرده سازی گاز می رود.

در ناخن ها در اثر مغناطش شدن آنها، قطب های همنام در کنار هم قرار گرفته اند. قطب های همنام یکدیگر را دفع می کنند در نقاط تعلیق اصطکاک مانع دفع می شود و در زیر انتهای میخ ها که آزادانه آویزان می شوند واگرا می شوند و نیروهای دافعه را تجربه می کنند.

چرا شیشه هایی که تا به امروز در ساختمان های باستانی باقی مانده اند در قسمت پایین ضخیم تر هستند؟

شیشه جسمی بی شکل است. اتم های موجود در آن، مانند یک مایع، مرتب نیستند و می توانند حرکت کنند. بنابراین شیشه هایی که به صورت عمودی قرار گرفته اند به آرامی جریان می یابد و پس از گذشت چند قرن می توان متوجه ضخیم شدن قسمت پایینی شیشه شد.

مصرف انرژی یخچال چقدر است؟

برق مصرفی یخچال برای گرم کردن اتاق استفاده می شود.

وزن یک قطره آب گرم نگه داشته شده توسط نیروهای کشش سطحی کمتر خواهد بود. ضریب کشش سطحی آب با افزایش دما کاهش می یابد.

اگر یک عدسی دو محدب از یخ بسازید، با کمک یخ می توانید در یک روز آفتابی آتش درست کنید. یک عدسی محدب تمایل دارد پرتوهای خورشیدی را که در یک نقطه بر روی آن می‌تابد جمع‌آوری کند (در کانون)، در نتیجه دمای بالایی را در این نقطه به دست می‌آورد و مواد قابل احتراق را مشتعل می‌کند.

چرا غروب خورشید برای ما قرمز به نظر می رسد؟

یک موج نوری از خورشیدی که در حال غروب است فاصله بیشتری را در جو طی می کند تا از خورشیدی که در اوج قرار دارد. نوری که از جو عبور می کند توسط هوا و ذرات موجود در آن پراکنده می شود. پراکندگی عمدتاً تابش موج کوتاه رخ می دهد.

اگر سایه روی دیوار موازی که فرد در حال دویدن است ایجاد شود و منبع نور سریعتر از فرد در همان جهت شخص حرکت کند، شخص می تواند سریعتر از سایه خود بدود.

در کدام یک از موارد طناب بیشتر کشیده می شود - اگر شخصی آن را با دستان خود از انتهای آن در جهات مختلف بکشد یا اگر با هر دو دست در یک طرف بکشد و دیگری را به دیوار ببندد؟ فرض کنید در هر دو حالت هر دست با نیروی یکسانی روی طناب عمل می کند.

در حالت دوم طناب بیشتر کشیده می شود. اگر فرض کنیم که هر دست با نیرویی برابر با مدول F روی طناب عمل می کند، در حالت اول طناب نیروی F را تجربه می کند و در حالت دوم - 2F.

در طول ماه کامل، نقاط تاریک بزرگی روی ماه در بالای قرص آن قابل مشاهده است. چرا این نقاط در پایین نقشه های ماه قرار دارند؟

تصویر ماه در نقشه ها مطابق با تصویری است که با تلسکوپ به دست آمده است.

اگر آب به تدریج از سوراخی در کف آن خارج شود، دوره نوسان یک سطل آب معلق در یک طناب بلند چگونه تغییر می کند؟

برای این سیستم، یک تقریب خوب، مدل یک آونگ ریاضی است که دوره نوسان آن به طول آن بستگی دارد.

اگر سطل در ابتدا به طور کامل پر شود، در ابتدا، زمانی که آب به بیرون می ریزد، دوره نوسان افزایش می یابد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که مرکز ثقل سیستم "سطل آب" کاهش می یابد و در نتیجه طول آونگ افزایش می یابد. سپس به دلیل افزایش مرکز ثقل سیستم "سطل آب" در دوره کاهش می یابد. وقتی تمام آب سطل بیرون می ریزد، دوره نوسان برابر با نوسان اولیه می شود، زیرا طول اولیه آونگ بازیابی خواهد شد.

سوالات امتحانی ساعت شنی در حالت بی وزنی چگونه رفتار می کند؟ ساعت شنی - صفحه شماره 1/1

13f1223 "Axium"

سوالات امتحانی

1. ساعت شنی در حالت بی وزنی چگونه رفتار می کند؟

ساعت شنی- ساده ترین وسیله برای شمارش فواصل زمانی، متشکل از دو رگ به هم متصل شده توسط یک گردن باریک، که یکی از آنها تا حدی با ماسه پر شده است. مدت زمانی که ماسه از طریق گردن در ظرف دیگری ریخته می شود می تواند از چند ثانیه تا چند ساعت باشد.

ساعت شنی در دوران باستان شناخته شده بود. در اروپا، آنها در قرون وسطی گسترده شدند. یکی از اولین اشاره‌ها به چنین ساعتی، پیامی است که در پاریس یافت شد، که حاوی دستورالعمل‌هایی برای تهیه ماسه ریز از پودر مرمر سیاه، جوشانده در شراب و خشک شده در آفتاب است. کشتی ها از یک ساعت شنی چهار ساعته (زمان یک ساعت) و یک ساعت شنی 30 ثانیه ای برای تعیین سرعت کشتی توسط log استفاده کردند.

در حال حاضر، ساعت شنی فقط در برخی از اقدامات پزشکی، در عکاسی و همچنین به عنوان سوغاتی استفاده می شود.

دقت ساعت شنی به کیفیت شن بستگی دارد. فلاسک ها با ماسه ریزدانه و با دقت خشک شده از یک الک ریز الک شده پر شدند. روی زمین و گرد و غبار سرب نیز به عنوان ماده اولیه استفاده شد.

دقت اجرا همچنین به شکل فلاسک ها، کیفیت سطح آنها، اندازه دانه یکنواخت و روان پذیری ماسه بستگی دارد. با استفاده طولانی مدت، دقت ساعت شنی بدلیل آسیب ماسه به سطح داخلی فلاسک، افزایش قطر سوراخ در دیافراگم بین فلاسک ها و خرد شدن دانه های ماسه به دانه های کوچکتر کاهش می یابد.

در گرانش صفر، ساعت شنی و همچنین ساعت با آونگ کار نمی کنند. چرا؟ از آنجا که آنها به گرانش وابسته هستند، آونگ نمی چرخد، دانه های شن نمی افتند، زیرا جاذبه در فضا وجود ندارد.

2. چگونه جرم یک جسم را در فضا اندازه گیری کنیم؟

بنابراین می دانیم که جرم یک کمیت فیزیکی اساسی است که خواص فیزیکی اینرسی و گرانشی یک جسم را تعیین می کند. از دیدگاه نظریه نسبیت، جرم یک جسم m انرژی سکون آن را مشخص می کند، که طبق رابطه انیشتین: سرعت نور کجاست.

در نظریه گرانش نیوتنی، جرم منبع نیروی گرانشی جهانی است که همه اجسام را به سمت یکدیگر جذب می کند. نیرویی که یک جسم جرمی با آن جسمی با جرم را جذب می کند توسط قانون گرانش نیوتن تعیین می شود:

یا دقیق تر. ، بردار کجاست

خواص اینرسی جرم در مکانیک غیر نسبیتی (نیوتنی) با رابطه تعیین می شود. از آنچه در بالا گفته شد، حداقل سه راه برای تعیین وزن بدن در حالت بی وزنی می توان به دست آورد.

بله، اگر بی وزنی را تجربه کردید، پس به یاد داشته باشید که نبود وزن به معنای نبود جرم نیست و در صورت ضربه به پهلوی سفینه فضایی شما، کبودی و برآمدگی واقعی خواهد بود :).

در فضا، استفاده از یک چکش معمولی نه تنها دشوار، بلکه تقریبا غیرممکن است. این به این دلیل است که ما شرایط گرانشی متفاوتی در زمین و فضا داریم. به عنوان مثال: در فضا خلاء وجود دارد، در فضا وزنی وجود ندارد، یعنی همه یکسان هستند، فرقی نمی‌کند دکمه باشی یا ایستگاه فضایی.

در فضا مفهوم بالا و پایین وجود ندارد. هیچ مرجعی در رابطه با آن وجود ندارد که بتوان گفت در جایی که بالا و پایین است، طبیعتاً می توان یک سیاره را به عنوان این نقطه عطف در نظر گرفت، مثلاً خورشید، اما این به طور رسمی پذیرفته نشده است، آنها معتقدند که وجود دارد. بدون بالا و پایین

طراحی چکش روی زمین بر اساس اصل به دست آوردن انرژی جنبشی بیشتر ساخته شده است، یعنی هر چه سرعت چرخش و جرم خود چکش بیشتر باشد، ضربه قوی تر است.

روی زمین با چکش کار می کنیم با استفاده از تکیه گاه این کف است، کف روی زمین نگه داشته می شود و زمین در پایین است، همه چیز به سمت پایین کشیده می شود. هیچ نقطه تکیه گاه در فضا وجود ندارد، هیچ کفی وجود ندارد، و وزن همه افراد صفر است، وقتی فضانوردی با چکش برخورد می کند، مانند برخورد دو جسم که دارای انرژی جنبشی هستند، به نظر می رسد، فضانورد به سادگی شروع به پیچیدن از یک طرف به سمت دیگر می کند. طرف، در غیر این صورت چرا او ضربه می زند، به کناری پرواز می کند، زیرا آنها خودشان به هیچ چیز "وابسته" نیستند. بنابراین، شما باید با یک چکش نسبت به چیزی کار کنید، به عنوان مثال، می توانید چکش را روی بدنه ثابت کنید که چرا باید ضربه بزنید، به طوری که چکش به خودی خود نباشد، بلکه یک تکیه گاه داشته باشد.

برای کار در فضا، متخصصان شوروی یک چکش ویژه اختراع کردند. علاوه بر این - این چکش در سال 1977 به فروش رفت. شما می توانید آن را با دسته راحت آن تشخیص دهید. برای اینکه در نهایت مطمئن شوید که چکش "فضا" است، باید به سطح ضربه بزنید. بر خلاف چکش های معمولی، پس از ضربه زدن، پرش نمی کند. قسمت ضربه ای آن توخالی است و توپ های فلزی به داخل حفره ریخته می شود. در لحظه برخورد، توپ های پایینی با عجله به سمت بالا حرکت می کنند، در حالی که توپ های بالایی به سمت پایین حرکت می کنند. اصطکاک بین آنها انرژی پس زدگی را از بین می برد. می توانید از اصل پرس استفاده کنید که در گرانش صفر عالی عمل می کند، زیرا نیرویی استفاده می شود، پرس نسبت به قابی که سیلندرها روی آن ثابت شده اند کار می کند. خود قاب باید روی بدنه جسمی که باید ضربه بخورد ثابت شود. اتفاقی که می افتد این است: یک "چکش" که به عنوان پرس عمل می کند، به بدنه فضاپیما متصل می شود. اگر از چنین چکشی استفاده می کنید، می توانید هر میخ یا پرچ را با چکش یا دقیق تر خرد کنید.

1. 
   تفاوت بین فرآیند انجماد آب در زمین و در مدار فضا چیست؟

به نمودار فاز آب نگاه کنید. نقطه جوش مایعات به فشار خارجی بستگی دارد. در دمای اتاق، اگر فشار به حدود 0.07 اتمسفر کاهش یابد، آب می جوشد. یعنی اگر دمای آب دمای اتاق باشد، در 0.07 atm آب شروع به جوشیدن می کند. در همان زمان، مولکول های آب با بالاترین انرژی به حالت بخار می روند. در نتیجه دمای آب کاهش می یابد. اگر فشار ثابت نگه داشته شود، آب در نهایت تا دمایی خنک می شود که جوشیدن متوقف شود.

با این حال، اگر فشار کمتر از 610 Pa (فشار نقطه سه گانه آب) باشد، آب نمی تواند در حالت مایع باشد - یخ یا بخار. بنابراین در فشارهای بسیار کم بیشتر آب تبخیر می شود و بقیه به یخ تبدیل می شود. برای مثال (نمودار فاز را ببینید) در فشار 100 Pa، سطح مشترک بین یخ و بخار تقریباً 250K عبور می کند. در اینجا لازم است به قانون توزیع مولکول ها بر اساس سرعت نگاه کنیم. بیایید از یک چراغ قوه فرض کنیم که 5٪ از کندترین مولکول های آب دارای دمای متوسط ​​250K هستند. یعنی در فشار 100 Pa 95 درصد آب تبخیر و 5 درصد به یخ تبدیل می شود و دمای این یخ 250 کلوین خواهد بود.

البته این استدلال‌ها هیچ ظرافت‌هایی مانند انرژی نهفته انتقال فاز، توزیع مجدد مولکول‌ها بر حسب سرعت در هنگام سرد شدن را در نظر نمی‌گیرند، اما فکر می‌کنم که از نظر کیفی به درستی این فرآیند را توصیف می‌کنند.

در فضا، فشار بسیار کمتر است، اما صفر نیست. و منحنی جداسازی یخ و بخار در نمودار فاز با کاهش فشار به نقطه (T = 0؛ P = 0) می رود. یعنی در هر فشار دلخواه کوچک (اما غیر صفر)، دمای تصعید یخ غیر صفر است. این بدان معنی است که اکثریت قریب به اتفاق آب تبخیر می شود، اما بخشی از میکروسکوپی آن به یخ تبدیل می شود.

یک نکته ظریف دیگر در اینجا وجود دارد. فضا با تشعشعات با دمای تقریبی 3 K نفوذ می کند. این بدان معنی است که آب (یخ) نمی تواند کمتر از 3 K خنک شود. بنابراین، نتیجه این فرآیند به فشار تصعید یخ در دمای 3 K بستگی دارد.

P \u003d A exp (-k / T)، علاوه بر این، A حدود 10 ^ 11 Pa است و k حدود 5200 است.

پس فشار تصعید در 3 K به طور تصاعدی کوچک است، بنابراین تمام آب باید تبخیر شود (یا اگر بخواهید تمام یخ باید تصعید شود).