การประชุมของเราในวันนี้มุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติอันน่าทึ่งของสสาร - แรงโน้มถ่วง (แรงโน้มถ่วง) แรงโน้มถ่วงของโลกนั้นคุ้นเคยและเป็นธรรมชาติมากจนเราไม่สามารถสังเกตได้ แต่ เรารู้อะไรเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง?

เรามาดูกันว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร ขึ้นอยู่กับอะไร และมันแสดงออกมาอย่างไร

แรงโน้มถ่วง

แรงดึงดูดซึ่งกันและกันของทุกวัตถุในจักรวาลเปิดอยู่ แรงดึงดูดนี้เรียกว่าปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง

นอกจากนี้เขายังสร้างการพึ่งพากองกำลังเหล่านี้กับมวลของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์และระยะห่างระหว่างพวกมัน

ยิ่งมวลวัตถุมากเท่าใด แรงดึงดูดของวัตถุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่เมื่อระยะทางเพิ่มขึ้นก็ลดลง

สำหรับพวกเราชาวโลก แรงโน้มถ่วงของโลกมีความสำคัญอย่างยิ่ง แรงที่โลกดึงดูดวัตถุเข้าหาตัวมันเองมักเรียกว่าแรงโน้มถ่วง

มันจะลดลงตามระยะห่างจากพื้นผิวโลกและมุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของโลกเสมอ นั่นคือ ลูกโลกดึงดูดวัตถุภายนอกเหมือนกับจุดวัตถุดาวเคราะห์ของเราแบนเล็กน้อยที่ขั้ว (ประมาณ 27 กม.) และแรงโน้มถ่วงที่จุดเหล่านี้สูงกว่าแรงโน้มถ่วงที่เส้นศูนย์สูตรหรือละติจูดอื่นเล็กน้อย ดังนั้นแรงโน้มถ่วงบนยอดเขาจึงน้อยกว่าเชิงเขาเล็กน้อย

สัญลักษณ์ F หนักใช้เพื่อแสดงถึงแรงนี้

น้ำหนักตัว, การไร้น้ำหนัก

ดังนั้นแรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุกับโลก แต่ในชีวิตประจำวันเรามักจะใช้แนวคิดเรื่องน้ำหนักตัว เรามาดูกันว่าค่านี้คืออะไร

เพื่อจะทำสิ่งนี้ ให้เราพาตัวเราไปยังลิฟต์ที่อยู่กับที่ น้ำหนักของผู้โดยสาร P จะเท่ากับแรงโน้มถ่วง (P = F แรงโน้มถ่วง) ในลิฟต์ที่เพิ่มขึ้นด้วยความเร่ง แรงโน้มถ่วงจะคงที่ แต่น้ำหนักจะเริ่มเพิ่มขึ้น รู้สึกว่าเป็นแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นจากการรองรับ - พื้น ลิฟต์ลงมา ค่อยๆ ลดความเร็วลง แรงกดดันในการรองรับจะลดลงเช่น เมื่อแรงโน้มถ่วงเท่าเดิม น้ำหนักก็จะลดลง

... ร่องรอยที่มนุษย์ สัตว์ หรือยานพาหนะทิ้งไว้บนทรายเปียกหรือหิมะช่วยยืนยันการกระทำของร่างกายเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำ

น้ำหนักตัวคือแรงที่วัตถุที่อยู่นิ่งทำหน้าที่ค้ำหรือยืดระบบกันสะเทือน

มันจะต้องจำไว้ว่า แรงโน้มถ่วงถูกนำไปใช้กับศูนย์กลางของวัตถุ และใช้น้ำหนักกับส่วนรองรับหรือช่วงล่าง

จะเกิดอะไรขึ้นกับน้ำหนักของร่างกายหากส่วนรองรับหรือระบบกันสะเทือนหายไป? ร่างกายจะเริ่มล้มลงอย่างอิสระ และเนื่องจากความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวต่อไปได้หายไป น้ำหนักของร่างกายจึงกลายเป็นศูนย์ สำหรับร่างกายที่ตกอย่างอิสระจะเกิดสภาวะไร้น้ำหนัก

นักกระโดดร่มชูชีพบินอย่างไร้น้ำหนักก่อนที่ร่มชูชีพจะเปิด ผู้เข้าชมจะนั่งรถไฟเหาะหลังจากผ่านจุดสูงสุด และโดยทั่วไปแล้ว การกระโดดขึ้นแต่ละครั้งจะใช้เวลาสองสามวินาทีของการไร้น้ำหนักก่อนลงจอด

แต่ ทำไมนักบินอวกาศถึงประสบภาวะไร้น้ำหนัก?ในวงโคจรหลังจากดับเครื่องยนต์บนยานอวกาศ? วัตถุอวกาศเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะตกลงมาอย่างอิสระเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับโลก แต่ความเร็วในแนวนอนของพวกมันสูงมาก (ประมาณ 8 กม./วินาที) จนไม่สามารถตกลงมาและบินไปในวงโคจรของมันได้ โดยบรรยายถึงการหมุนรอบโลกครั้งแล้วครั้งเล่า

อิทธิพลของแรงอาร์คิมีดีนต่อน้ำหนักตัว

จนถึงขณะนี้ เราได้พิจารณาปรากฏการณ์ของแรงโน้มถ่วง โดยพิจารณาว่าปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศ การมีก๊าซหรือของเหลวจะส่งผลต่อน้ำหนักตัวอย่างไร?

คำตอบสำหรับคำถามนี้มอบให้โดยหนึ่งในบุตรชายที่มีค่าที่สุดของกรีกโบราณ - อาร์คิมีดีส 3 พันปีก่อนคริสต์ศักราช

นักวิทยาศาสตร์แย้งว่าอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของร่างกายกับตัวกลาง (ของเหลวหรือก๊าซ) แรงลอยตัวจะปรากฏขึ้นโดยพุ่งขึ้นไปในแนวตั้ง ค่าตัวเลขของมันเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่ถูกแทนที่โดยร่างกาย

น้ำหนักของร่างกายในของเหลวหรือก๊าซจะน้อยกว่าน้ำหนักของร่างกายในสุญญากาศเสมอตามปริมาณแรงลอยตัว

ถ้าวัตถุถูกกดลงด้านล่างอย่างแน่นหนา แรงอาร์คิมีดีนจะไม่เกิดขึ้น

น้ำหนัก

เราคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องน้ำหนักอยู่แล้ว พูดคุยเกี่ยวกับมวล:

• ในตอนแรก มวลถูกเข้าใจว่าเป็นปริมาณของสารที่มีอยู่ในร่างกาย
• จากนั้นจึงสร้างการเชื่อมต่อกับความเฉื่อย ยิ่งมีมวลมาก ร่างกายก็จะยิ่งเฉื่อยมากขึ้น
• นอกจากนี้ยังกำหนดลักษณะแรงโน้มถ่วงของร่างกายด้วย วัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าจะมีแรงโน้มถ่วงมากกว่า
• มวลของร่างกายจะเท่ากันทั้งบนโลกและบนดวงจันทร์หรือบนดาวเคราะห์ดวงอื่น มันไม่ได้ขึ้นอยู่กับละติจูดทางภูมิศาสตร์
• ตัวอักษร m ใช้เพื่อแสดงถึงมันและมีหน่วยวัดเป็นกิโลกรัม

น้ำหนักก็วัดเป็นนิวตัน (N) เช่นเดียวกับแรงใดๆ ก็ตาม มีสูตรเชื่อมโยงมวลกายและน้ำหนัก:

โดยที่ g คือความเร่งของการตกอย่างอิสระ

ตกฟรี

ศพล้ม ศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี กาลิเลโอพระองค์ทรงสังเกตการเคลื่อนไหวของร่างต่างๆ โดยโยนร่างเหล่านั้นลงมาจากหอคอยที่มีความลาดเอียงสูงมากซึ่งตั้งอยู่ในเมืองปิซา ตามชื่อเมือง หอคอยแห่งนี้สูง 55 ม. ถูกเรียกว่าหอเอนเมืองปิซา

กาลิเลโอทิ้งลูกปืนใหญ่หนัก 80 กิโลกรัมและลูกบอลโลหะลูกเล็กไปพร้อมๆ กัน พวกเขาสัมผัสพื้นเกือบจะในเวลาเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าเหตุผลเดียวที่ทำให้ลูกบอลลงจอดโดยไม่พร้อมกันคือแรงต้านของอากาศ

การตกของวัตถุในอวกาศที่ไม่มีอากาศภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้นเรียกว่าการตกอย่างอิสระ

ในสภาวะภาคพื้นดินเราสามารถสังเกตปรากฏการณ์นี้ได้เพียงประมาณเท่านั้น เพราะ อากาศในชั้นบรรยากาศเป็นอุปสรรคต่อร่างกายที่ตกลงมาอย่างอิสระ

ด้วยการเคลื่อนไหวนี้ ความเร็วของวัตถุที่ตกลงมาจะเพิ่มขึ้น 9.81 เมตร/วินาที ทุกๆ วินาที

นั่นคือความเร่งของการตกอย่างอิสระ ก. = 9.81 ม./และเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยตามการเปลี่ยนแปลงละติจูดทางภูมิศาสตร์ของสถานที่ ในการคำนวณ มักใช้ g = 10 m/s 2

บนดวงจันทร์ซึ่งมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า 6 เท่า g = 1.6 m/s 2

ขณะนี้มีการศึกษาอย่างแข็งขันเกี่ยวกับ "ดาวเคราะห์สีแดง" - ดาวอังคาร มวลของมันน้อยกว่ามวลดาวเคราะห์บ้านเกิดของเราเกือบ 10 เท่า ดูเหมือนว่าน้ำหนักของร่างกายก็ควรจะลดลง 10 เท่าเช่นกัน อย่างไรก็ตาม รัศมีของดาวอังคารนั้นเล็กกว่ารัศมีของโลกเกือบ 2 เท่า ส่งผลให้แรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นเกือบ 4 เท่า ในที่สุดแรงโน้มถ่วงรวมทั้งน้ำหนักของร่างกายจะเป็นเพียง 1/3 ของแรงโน้มถ่วงของโลก

นี่คือวิธีที่คุณสามารถค้นหาแรงโน้มถ่วงของร่างกายบนดาวเคราะห์ดวงใดก็ได้ สมมติว่านักบินอวกาศที่มีน้ำหนักบนโลก 80 กิโลกรัม บนดาวเคราะห์ยักษ์ดาวพฤหัสจะหนัก 161.2 กิโลกรัม

ช่วงเวลาแห่งแรงโน้มถ่วง

ทุกร่างกายมี จุดศูนย์ถ่วง.หากคุณแขวนร่างไว้ด้วยจิตใจ มันจะคงตำแหน่งเดิมไว้ ตัวอย่างเช่น จุดศูนย์ถ่วงของลูกบอลอยู่ที่ศูนย์กลางทางเรขาคณิต ยิ่งจุดศูนย์ถ่วงต่ำ ตำแหน่งของร่างกายก็จะยิ่งมั่นคงมากขึ้น ดังนั้นนักเล่นสกีที่วิ่งลงมาจากภูเขาจึงย่อตัวลงเล็กน้อย ดังนั้นจึงเลื่อนจุดศูนย์ถ่วงลง จึงเป็นการเพิ่มความเสถียร

“คุ้นเคย” กับกฎฟิสิกส์และของเล่นแก้วน้ำชื่อดัง จุดศูนย์ถ่วงอยู่ที่ด้านล่าง เนื่องจากมีน้ำหนักติดอยู่ตรงนั้น และแม้แต่การเบี่ยงเบนเล็กน้อยของของเล่นชิ้นนี้ไปด้านข้างก็ทำให้จุดศูนย์ถ่วงเพิ่มขึ้น แรงโน้มถ่วงสร้างแรงบิดที่คืนตำแหน่งแนวตั้งของร่างกาย

โมเมนต์ของแรงโน้มถ่วงเป็นผลคูณของแรงโน้มถ่วงและแขนของแรงนี้:

M= สาย F L=มก.L,

ที่ไหน
M - โมเมนต์แห่งแรงโน้มถ่วง;
L คือไหล่ของแรงนี้ กล่าวคือ เส้นตั้งฉากระหว่างเส้นแรงกับจุดศูนย์กลางการหมุน
หน่วยวัดแรงบิดคือ 1 นิวตันเมตร

เมื่อวางสินค้าในรถยนต์หรือบนเรือ ให้วางสินค้าให้ต่ำที่สุดเสมอ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพและปกป้องการขนส่งสินค้าไม่ให้พลิกคว่ำ

งานแรงโน้มถ่วง

ร่างกายที่ตกลงมาอย่างอิสระทำงานได้หรือไม่? ตัวอย่างเช่น อุกกาบาตที่บินมาหาเราจากส่วนลึกของอวกาศ แอปเปิ้ลที่ตกลงมาจากกิ่งไม้ หรือน้ำตกที่ลดหลั่น

เมื่อตำแหน่งของร่างกายเปลี่ยนแปลงในแนวดิ่ง จุดศูนย์ถ่วงของมันจะลดลงหรือเพิ่มขึ้น แรงโน้มถ่วงก็ทำงาน

โดยที่ mg = F หนัก

ถ้าตัวลงไปงานก็จะเป็นบวก ถ้าขึ้นไปแสดงว่าเป็นลบ บนเส้นทางปิด เมื่อวัตถุถูกโยนขึ้นในแนวตั้งแล้วตกลงอย่างอิสระกลับไปยังจุดเริ่มต้น งานจะเป็น 0

บทสรุป

แรงโน้มถ่วงมีบทบาทอย่างมากในการปรับตัวของมนุษย์และสัตว์ให้เข้ากับชีวิตบนบก ด้วยแรงโน้มถ่วง เราจึงเดินบนพื้นโลกแทนที่จะบินไปในอวกาศ มันเก็บบรรยากาศของดาวเคราะห์และน้ำในมหาสมุทรของโลก เราเป็นหนี้การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์และดาวเทียมในระบบสุริยะของเรา

ความคุ้นเคยกับแรงโน้มถ่วงของโลกสิ้นสุดลงแล้ว เป็นเวลาหลายศตวรรษแล้วที่ผู้คนมองหาวิธีที่จะหลุดพ้นจากพันธนาการทางโลก ความลับของการต่อต้านแรงโน้มถ่วงยังไม่ได้รับการเปิดเผย

แต่มนุษยชาติสามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกและประสบความสำเร็จอย่างน่าอัศจรรย์ในการสำรวจอวกาศ

หากข้อความนี้เป็นประโยชน์ต่อคุณ ฉันยินดีที่จะพบคุณ

ภาวะไร้น้ำหนักคืออะไร? ถ้วยลอยน้ำ ความสามารถในการบินและเดินบนเพดาน และเคลื่อนย้ายแม้แต่วัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดได้อย่างง่ายดาย - นั่นคือแนวคิดที่โรแมนติกของแนวคิดทางกายภาพนี้

หากคุณถามนักบินอวกาศว่าภาวะไร้น้ำหนักคืออะไร เขาจะบอกคุณว่ามันยากแค่ไหนในช่วงสัปดาห์แรกบนสถานี และใช้เวลานานแค่ไหนในการฟื้นตัวหลังจากกลับมา โดยคุ้นเคยกับสภาวะของแรงโน้มถ่วง นักฟิสิกส์มักจะละเว้นความแตกต่างดังกล่าวและเปิดเผยแนวคิดด้วยความแม่นยำทางคณิตศาสตร์โดยใช้สูตรและตัวเลข

คำนิยาม

เรามาเริ่มทำความคุ้นเคยกับปรากฏการณ์นี้โดยเปิดเผยสาระสำคัญทางวิทยาศาสตร์ของปัญหา นักฟิสิกส์ให้นิยามภาวะไร้น้ำหนักว่าเป็นสภาวะของร่างกายเมื่อการเคลื่อนไหวหรือแรงภายนอกที่กระทำต่อวัตถุนั้นไม่ทำให้เกิดแรงกดดันต่อกันของอนุภาคที่มีต่อกัน อย่างหลังมักเกิดขึ้นบนโลกของเราเสมอเมื่อวัตถุใดๆ เคลื่อนที่หรืออยู่นิ่ง: มันถูกกดด้วยแรงโน้มถ่วงและปฏิกิริยาที่ตรงกันข้ามกับพื้นผิวที่วัตถุนั้นตั้งอยู่

ข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้คือกรณีของการล้มด้วยความเร็วที่แรงโน้มถ่วงส่งให้กับร่างกาย ในกระบวนการดังกล่าว ไม่มีแรงกดดันจากอนุภาคต่อกันและกัน สภาวะไร้น้ำหนักจะปรากฏขึ้น ฟิสิกส์บอกว่าสภาวะที่เกิดขึ้นในยานอวกาศและบางครั้งบนเครื่องบินนั้นมีพื้นฐานมาจากหลักการเดียวกัน ความไร้น้ำหนักจะปรากฏในอุปกรณ์เหล่านี้เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ในทุกทิศทางและอยู่ในสภาวะตกอย่างอิสระ ดาวเทียมประดิษฐ์หรือส่งขึ้นสู่วงโคจรโดยใช้ยานปล่อย มันให้ความเร็วที่แน่นอนซึ่งจะถูกรักษาไว้หลังจากที่อุปกรณ์ดับเครื่องยนต์ของตัวเอง ในกรณีนี้เรือเริ่มเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและความไร้น้ำหนักเท่านั้น

ที่บ้าน

ผลที่ตามมาของการบินสำหรับนักบินอวกาศไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น หลังจากกลับมายังโลกแล้ว พวกเขาจะต้องปรับตัวให้เข้ากับแรงโน้มถ่วงสักระยะหนึ่ง อะไรคือภาวะไร้น้ำหนักสำหรับนักบินอวกาศที่เสร็จสิ้นการบินแล้ว? ก่อนอื่นมันเป็นนิสัย สติบางช่วงยังคงปฏิเสธที่จะยอมรับความจริงของการมีอยู่ของแรงโน้มถ่วง เป็นผลให้มีหลายครั้งที่นักบินอวกาศแทนที่จะวางถ้วยบนโต๊ะเพียงปล่อยมันไปและตระหนักถึงข้อผิดพลาดหลังจากได้ยินเสียงจานแตกบนพื้นเท่านั้น

โภชนาการ

งานที่น่าสนใจอย่างหนึ่งที่ยากและในเวลาเดียวกันสำหรับผู้จัดงานเที่ยวบินที่มีคนขับคือการจัดหาอาหารที่ร่างกายย่อยง่ายแก่นักบินอวกาศภายใต้อิทธิพลของความไร้น้ำหนักในรูปแบบที่สะดวก การทดลองครั้งแรกไม่ได้กระตุ้นความกระตือรือร้นในหมู่ลูกเรือมากนัก กรณีที่บ่งชี้ในเรื่องนี้คือเมื่อนักบินอวกาศชาวอเมริกัน John Young นำแซนวิชขึ้นเครื่องซึ่งตรงกันข้ามกับข้อห้ามที่เข้มงวดซึ่งพวกเขาไม่ได้กินเพื่อไม่ให้ละเมิดกฎระเบียบมากยิ่งขึ้น

วันนี้ไม่มีปัญหาเรื่องความหลากหลาย รายการอาหารที่มีให้สำหรับนักบินอวกาศชาวรัสเซียมี 250 รายการ บางครั้งเรือบรรทุกสินค้าที่ออกจากสถานีจะส่งอาหารสดที่ลูกเรือคนใดคนหนึ่งสั่งไว้

พื้นฐานของการควบคุมอาหารคือ อาหารเหลว เครื่องดื่ม และน้ำซุปข้นทั้งหมดบรรจุในหลอดอลูมิเนียม บรรจุภัณฑ์และบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ได้รับการออกแบบเพื่อหลีกเลี่ยงการปรากฏของเศษขนมปังที่ลอยอยู่ในสภาวะไร้น้ำหนักและอาจเข้าตาใครบางคนได้ ตัวอย่างเช่น คุกกี้นั้นทำออกมาค่อนข้างเล็กและมีเปลือกที่ละลายในปาก

สภาพแวดล้อมที่คุ้นเคย

ที่สถานีอย่างเช่น ISS พวกเขาพยายามนำเงื่อนไขทั้งหมดมาสู่ผู้ที่คุ้นเคยบนโลก ซึ่งรวมถึงอาหารประจำชาติในเมนูอาหาร การเคลื่อนตัวของอากาศที่จำเป็นทั้งต่อการทำงานของร่างกายและการทำงานปกติของอุปกรณ์ และแม้แต่การกำหนดพื้นและเพดาน อย่างหลังค่อนข้างมีความสำคัญทางจิตวิทยา นักบินอวกาศในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ไม่สนใจว่าจะทำงานในตำแหน่งใด อย่างไรก็ตาม การจัดสรรพื้นและเพดานตามเงื่อนไขจะช่วยลดความเสี่ยงในการสูญเสียการวางแนวและช่วยให้ปรับตัวได้เร็วขึ้น

การไร้น้ำหนักเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ทุกคนไม่ได้รับการยอมรับให้เป็นนักบินอวกาศ การปรับตัวเมื่อมาถึงสถานีและหลังจากกลับมายังโลกเทียบได้กับการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อม ซึ่งได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นหลายครั้ง ผู้ที่มีสุขภาพไม่ดีอาจไม่สามารถทนต่อภาระดังกล่าวได้

น้ำหนักคือแรงที่วัตถุกระทำต่อพื้นผิว ส่วนรองรับ หรือช่วงล่าง น้ำหนักเกิดขึ้นเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก ในเชิงตัวเลข น้ำหนักจะเท่ากับแรงโน้มถ่วง แต่น้ำหนักจะนำไปใช้กับจุดศูนย์กลางมวลของร่างกาย ในขณะที่น้ำหนักจะนำไปใช้กับส่วนรองรับ

ความไร้น้ำหนัก - น้ำหนักเป็นศูนย์สามารถเกิดขึ้นได้หากไม่มีแรงโน้มถ่วงนั่นคือร่างกายอยู่ห่างจากวัตถุขนาดใหญ่ที่สามารถดึงดูดมันได้อย่างเพียงพอ

สถานีอวกาศนานาชาติอยู่ห่างจากโลก 350 กม. ที่ระยะนี้ ความเร่งของแรงโน้มถ่วง (g) อยู่ที่ 8.8 m/s2 ซึ่งน้อยกว่าบนพื้นผิวโลกเพียง 10%

สิ่งนี้ไม่ค่อยพบเห็นในทางปฏิบัติ - อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงยังคงมีอยู่เสมอ นักบินอวกาศบน ISS ยังคงได้รับผลกระทบจากโลก แต่ไม่มีน้ำหนักอยู่ที่นั่น

อีกกรณีหนึ่งของภาวะไร้น้ำหนักเกิดขึ้นเมื่อแรงโน้มถ่วงถูกชดเชยด้วยแรงอื่นๆ ตัวอย่างเช่น สถานีอวกาศนานาชาติอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วง ซึ่งลดลงเล็กน้อยเนื่องจากระยะทาง แต่สถานียังเคลื่อนที่ในวงโคจรเป็นวงกลมด้วยความเร็วหลบหนีและแรงเหวี่ยงจะชดเชยแรงโน้มถ่วง

ความไร้น้ำหนักบนโลก

ปรากฏการณ์ไร้น้ำหนักก็เกิดขึ้นได้บนโลกเช่นกัน ภายใต้อิทธิพลของการเร่งความเร็ว น้ำหนักตัวสามารถลดลงและอาจกลายเป็นลบได้ ตัวอย่างคลาสสิกที่นักฟิสิกส์ให้ไว้คือลิฟต์ที่ตกลงมา

หากลิฟต์เคลื่อนลงด้วยความเร่ง แรงกดบนพื้นลิฟต์และน้ำหนักก็จะลดลง ยิ่งไปกว่านั้น หากความเร่งเท่ากับความเร่งของแรงโน้มถ่วง กล่าวคือ เมื่อลิฟต์ตกลง น้ำหนักของวัตถุจะกลายเป็นศูนย์

จะสังเกตน้ำหนักเชิงลบหากความเร่งของการเคลื่อนที่ของลิฟต์เกินความเร่งของแรงโน้มถ่วง - วัตถุภายในจะ "เกาะติด" กับเพดานของห้องโดยสาร

เอฟเฟกต์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อจำลองภาวะไร้น้ำหนักในการฝึกนักบินอวกาศ เครื่องบินซึ่งติดตั้งห้องฝึกซ้อมนั้นสูงขึ้นอย่างมาก หลังจากนั้นมันจะดำดิ่งลงไปตามวิถีขีปนาวุธ ที่จริงแล้ว เครื่องจักรจะลดระดับลงที่พื้นผิวโลก เมื่อดำน้ำจากระยะ 11,000 เมตร คุณสามารถรับสภาวะไร้น้ำหนักได้ 40 วินาทีซึ่งใช้สำหรับการฝึก

มีความเข้าใจผิดว่าคนเหล่านี้แสดงตัวเลขที่ซับซ้อน เช่น "วง Nesterov" เพื่อให้บรรลุภาวะไร้น้ำหนัก ในความเป็นจริง เครื่องบินโดยสารที่ได้รับการดัดแปลงซึ่งไม่สามารถซ้อมรบที่ซับซ้อนได้ถูกนำมาใช้ในการฝึกอบรม

การแสดงออกทางกายภาพ

สูตรทางกายภาพสำหรับน้ำหนัก (P) ในระหว่างการเคลื่อนที่อย่างเร่งของส่วนรองรับ ไม่ว่าจะเป็นเสื้อท่อนบนที่ตกลงมาหรือเครื่องบินดำน้ำมีดังนี้:

โดยที่ m คือมวลกาย
g – ความเร่งในการตกอย่างอิสระ
a คือความเร่งของแนวรับ

เมื่อ g และ a เท่ากัน P=0 กล่าวคือ บรรลุภาวะไร้น้ำหนัก

ในบทเรียนก่อนหน้านี้ เราได้พูดคุยกันว่าแรงโน้มถ่วงสากลคืออะไร และกรณีพิเศษของมัน นั่นก็คือ แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุที่ตั้งอยู่บนโลก

แรงโน้มถ่วงคือแรงที่กระทำต่อวัตถุใด ๆ ที่อยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกหรือวัตถุทางดาราศาสตร์อื่น ๆ แรงโน้มถ่วงมีบทบาทสำคัญในชีวิตของเรา เนื่องจากทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราล้วนอยู่ภายใต้อิทธิพลของมัน วันนี้เราจะมาดูแรงอีกประเภทหนึ่งซึ่งมักเกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงมากที่สุด แรงนี้คือน้ำหนักตัว หัวข้อของบทเรียนวันนี้: “น้ำหนักตัว ความไร้น้ำหนัก"

ภายใต้การกระทำของแรงยืดหยุ่นที่ใช้กับขอบด้านบนของร่างกาย ร่างกายนี้ก็มีรูปร่างผิดปกติเช่นกัน และแรงยืดหยุ่นอีกอันเกิดขึ้นเนื่องจากการเสียรูปของร่างกาย แรงนี้ถูกนำไปใช้กับขอบด้านล่างของสปริง นอกจากนี้ยังมีขนาดเท่ากันกับแรงยืดหยุ่นของสปริงและชี้ลง มันคือแรงยืดหยุ่นของร่างกายที่เราเรียกว่าน้ำหนักของมันนั่นคือน้ำหนักของร่างกายถูกนำไปใช้กับสปริงและชี้ลง

หลังจากการแกว่งของวัตถุบนสปริงหมดไป ระบบจะเข้าสู่สภาวะสมดุล ซึ่งผลรวมของแรงที่กระทำต่อวัตถุจะเท่ากับศูนย์ ซึ่งหมายความว่าแรงโน้มถ่วงจะมีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้ามกับแรงยืดหยุ่นของสปริง (รูปที่ 2) อย่างหลังมีขนาดเท่ากันและตรงกันข้ามกับน้ำหนักของร่างกายดังที่เราได้ทราบไปแล้ว ซึ่งหมายความว่าแรงโน้มถ่วงจะมีขนาดเท่ากับน้ำหนักของร่างกาย อัตราส่วนนี้ไม่เป็นสากล แต่ในตัวอย่างของเราถือว่ายุติธรรม

ข้าว. 2. น้ำหนักและแรงโน้มถ่วง ()

สูตรข้างต้นไม่ได้หมายความว่าแรงโน้มถ่วงและน้ำหนักเป็นสิ่งเดียวกัน พลังทั้งสองนี้มีธรรมชาติที่แตกต่างกัน น้ำหนักคือแรงยืดหยุ่นที่กระทำต่อสารแขวนลอยจากด้านข้างของร่างกาย และแรงโน้มถ่วงคือแรงที่กระทำต่อร่างกายจากด้านข้างของโลก

ข้าว. 3. น้ำหนักและแรงโน้มถ่วงของร่างกายบนระบบกันสะเทือนและบนส่วนรองรับ ()

เรามาดูคุณสมบัติบางอย่างของน้ำหนักกันดีกว่า น้ำหนักคือแรงที่ร่างกายกดบนส่วนรองรับหรือยืดระบบกันสะเทือน ซึ่งจะตามมาว่าหากร่างกายไม่ได้ถูกแขวนหรือไม่ได้จับจ้องไปที่ส่วนรองรับ น้ำหนักของมันจะเป็นศูนย์ ข้อสรุปนี้ดูขัดแย้งกับประสบการณ์ในชีวิตประจำวันของเรา อย่างไรก็ตาม มีตัวอย่างทางกายภาพที่ค่อนข้างยุติธรรม

หากสปริงที่มีตัวถังห้อยอยู่ถูกปล่อยออกมาและปล่อยให้ตกลงอย่างอิสระ ตัวบ่งชี้ไดนาโมมิเตอร์จะแสดงค่าเป็นศูนย์ (รูปที่ 4) เหตุผลง่ายๆ คือ โหลดและไดนาโมมิเตอร์เคลื่อนที่ด้วยความเร่งเท่ากัน (g) และความเร็วเริ่มต้นเป็นศูนย์เท่ากัน (V 0) ปลายล่างของสปริงจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกันกับโหลด ในขณะที่สปริงไม่เสียรูปและไม่มีแรงยืดหยุ่นเกิดขึ้นในสปริง ส่งผลให้ไม่มีแรงต้านยืดหยุ่นซึ่งเป็นน้ำหนักของร่างกาย กล่าวคือ ร่างกายไม่มีน้ำหนักหรือไม่มีน้ำหนัก

ข้าว. 4. การตกอย่างอิสระของสปริงโดยมีลำตัวห้อยลงมา ()

สภาวะไร้น้ำหนักเกิดขึ้นเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าในสภาวะภาคพื้นดิน แรงโน้มถ่วงจะส่งความเร่งแบบเดียวกันไปยังวัตถุทั้งหมด ซึ่งเรียกว่าความเร่งของแรงโน้มถ่วง สำหรับตัวอย่างของเรา เราสามารถพูดได้ว่าโหลดและไดนาโมมิเตอร์กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเท่ากัน ถ้าเพียงแรงโน้มถ่วงหรือแรงโน้มถ่วงสากลเท่านั้นที่กระทำต่อร่างกาย ร่างกายนี้ก็อยู่ในสภาวะไร้น้ำหนัก สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าในกรณีนี้มีเพียงน้ำหนักของร่างกายเท่านั้นที่หายไป แต่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายนี้

สภาวะไร้น้ำหนักไม่ใช่เรื่องแปลก หลายๆ ท่านคงเคยประสบเหตุการณ์นี้ค่อนข้างบ่อย - ใครก็ตามที่กระเด้งหรือกระโดดจากที่สูงใดๆ ก็ตามจะอยู่ในสภาพไร้น้ำหนักจนกว่าจะถึงจังหวะลงจอด

ลองพิจารณากรณีที่ไดนาโมมิเตอร์และตัวเครื่องที่ติดอยู่กับสปริงเคลื่อนตัวลงด้วยความเร่งเล็กน้อย แต่อย่าตกลงอย่างอิสระ การอ่านไดนาโมมิเตอร์จะลดลงเมื่อเทียบกับการอ่านค่าที่มีโหลดและสปริงอยู่กับที่ ซึ่งหมายความว่าน้ำหนักตัวจะน้อยกว่าเมื่ออยู่นิ่ง อะไรคือสาเหตุของการลดลงนี้? เรามาอธิบายคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ตามกฎข้อที่สองของนิวตันกันดีกว่า

ข้าว. 5. คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของน้ำหนักตัว ()

แรงสองแรงกระทำต่อร่างกาย: แรงโน้มถ่วงที่พุ่งลง และแรงยืดหยุ่นของสปริงพุ่งขึ้นด้านบน แรงทั้งสองนี้ให้ความเร่งแก่ร่างกาย และสมการการเคลื่อนที่จะเป็นดังนี้:

เลือกแกน y กัน (รูปที่ 5) เนื่องจากแรงทั้งหมดมีทิศทางในแนวตั้ง แกนเดียวก็เพียงพอสำหรับเรา จากผลลัพธ์ของการฉายภาพและการถ่ายโอนเงื่อนไข เราพบว่าโมดูลัสของแรงยืดหยุ่นจะเท่ากับ:

ma = มก. - การควบคุม F

การควบคุม F = mg - ma

โดยที่ด้านซ้ายและด้านขวาของสมการคือเส้นโครงของแรงที่ระบุในกฎข้อที่สองของนิวตันไปยังแกน y ตามคำจำกัดความ น้ำหนักสัมบูรณ์ของร่างกายเท่ากับแรงยืดหยุ่นของสปริง และเมื่อแทนค่าของมัน เราจะได้:

P = F การควบคุม = mg - ma = m(g - a)

น้ำหนักของร่างกายเท่ากับผลคูณของมวลกายและความต่างของความเร่ง จากสูตรผลลัพธ์จะชัดเจนว่าถ้าโมดูลัสความเร่งของร่างกายน้อยกว่าโมดูลัสความเร่งของแรงโน้มถ่วง น้ำหนักของร่างกายจะน้อยกว่าแรงโน้มถ่วง กล่าวคือ น้ำหนักของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่ง อัตราน้อยกว่าน้ำหนักของร่างกายที่อยู่นิ่ง

ลองพิจารณากรณีที่ร่างกายที่มีน้ำหนักเคลื่อนตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว (รูปที่ 6)

เข็มไดนาโมมิเตอร์จะแสดงค่าของน้ำหนักตัวที่มากกว่าค่าของโหลดที่อยู่นิ่ง

ข้าว. 6. ร่างกายที่มีน้ำหนักเคลื่อนตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว ()

วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น และความเร่งของมันมุ่งไปในทิศทางเดียวกัน ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องหมายของการฉายภาพความเร่งไปที่แกน y

จากสูตรเป็นที่ชัดเจนว่าตอนนี้น้ำหนักของร่างกายมากกว่าแรงโน้มถ่วงนั่นคือมากกว่าน้ำหนักของร่างกายที่อยู่นิ่ง

การเพิ่มขึ้นของน้ำหนักตัวที่เกิดจากการเคลื่อนไหวแบบเร่งเรียกว่าการโอเวอร์โหลด.

สิ่งนี้เป็นจริงไม่เพียงแต่สำหรับตัวถังที่แขวนอยู่บนสปริงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวถังที่ติดตั้งบนฐานรองรับด้วย

ลองพิจารณาตัวอย่างที่ร่างกายเปลี่ยนแปลงระหว่างการเคลื่อนไหวด้วยความเร่ง (รูปที่ 7)

รถเคลื่อนที่ไปตามสะพานด้วยวิถีโค้ง นั่นคือ ไปตามวิถีโค้ง เราจะถือว่ารูปร่างของสะพานเป็นส่วนโค้งของวงกลม จากจลนศาสตร์ เรารู้ว่ารถเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสู่ศูนย์กลาง ซึ่งมีขนาดเท่ากับกำลังสองของความเร็วหารด้วยรัศมีความโค้งของสะพาน ในขณะนี้ถึงจุดสูงสุด ความเร่งนี้จะมุ่งลงในแนวตั้งลง ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน ความเร่งนี้จะถูกส่งให้กับรถโดยแรงโน้มถ่วงและแรงปฏิกิริยาภาคพื้นดินที่เป็นผลลัพธ์

ลองเลือกแกนพิกัด y ชี้ขึ้นในแนวตั้งแล้วเขียนสมการนี้ในการฉายภาพบนแกนที่เลือก แทนที่ค่าและดำเนินการแปลง:

ข้าว. 7. จุดสูงสุดของรถ ()

น้ำหนักของรถยนต์ตามกฎข้อที่สามของนิวตันมีค่าโมดูลัสเท่ากับแรงปฏิกิริยารองรับ () ในขณะที่เราจะเห็นว่าโมดูลัสของน้ำหนักของรถยนต์มีค่าน้อยกว่าแรงโน้มถ่วง นั่นคือ น้อยกว่า น้ำหนักของรถที่อยู่กับที่

เมื่อปล่อยจากโลก จรวดจะเคลื่อนขึ้นในแนวตั้งด้วยความเร่ง a=20 m/s 2 น้ำหนักของนักบิน-นักบินอวกาศในห้องจรวดคือเท่าใด หากมวลของเขาคือ m=80 กิโลกรัม

เห็นได้ชัดว่าความเร่งของจรวดพุ่งขึ้น และเพื่อแก้ปัญหา เราต้องใช้สูตรน้ำหนักตัวสำหรับกรณีที่โอเวอร์โหลด (รูปที่ 8)

ข้าว. 8. ภาพประกอบสำหรับปัญหา

ควรสังเกตว่าหากร่างกายที่อยู่นิ่งซึ่งสัมพันธ์กับโลกมีน้ำหนัก 2,400 นิวตัน มวลของมันจะเท่ากับ 240 กิโลกรัม นั่นคือนักบินอวกาศรู้สึกมีมวลมากกว่าความเป็นจริงถึงสามเท่า

เราวิเคราะห์แนวคิดเรื่องน้ำหนักตัว พบคุณสมบัติพื้นฐานของปริมาณนี้ และได้รับสูตรที่ช่วยให้คำนวณน้ำหนักของร่างกายที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งได้

หากวัตถุเคลื่อนที่ลงในแนวตั้งและโมดูลัสความเร่งน้อยกว่าความเร่งของแรงโน้มถ่วง น้ำหนักของร่างกายจะลดลงเมื่อเทียบกับค่าน้ำหนักของวัตถุที่อยู่นิ่ง

หากร่างกายเคลื่อนที่ในแนวตั้งขึ้นไปด้วยอัตราเร่ง น้ำหนักของมันจะเพิ่มขึ้นและร่างกายจะต้องเผชิญกับภาระที่มากเกินไป

บรรณานุกรม

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. ฟิสิกส์ (ระดับพื้นฐาน) - อ.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 - อ.: นีโมซิน, 2014.
3. คิโคอิน ไอ.เค. คิโคอิน เอ.เค. ฟิสิกส์ - 9, มอสโก, การศึกษา, 2533

การบ้าน

1. กำหนดน้ำหนักตัว.
2. ความแตกต่างระหว่างน้ำหนักตัวและแรงโน้มถ่วงคืออะไร?
3. ภาวะไร้น้ำหนักเกิดขึ้นเมื่อใด?

1. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต Physics.kgsu.ru ()
2. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต Festival.1september.ru ()
3. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต Terver.ru ()

เราทุกคนเคยได้ยินเกี่ยวกับภาวะไร้น้ำหนัก เมื่อเราได้ยินคำนี้ เราจินตนาการถึงนักบินอวกาศที่ลอยอยู่ในสถานีอวกาศอย่างอิสระ ลองตอบคำถามง่ายๆ ที่ดูเหมือน: ความไร้น้ำหนักนี้คืออะไร?
WEIGHTNESS คือ ร่างกายขาดน้ำหนัก นั่นคือเพื่อที่จะเข้าใจอย่างถูกต้องว่าความไร้น้ำหนักคืออะไร เราต้องเข้าใจให้ชัดเจนว่าน้ำหนักตัวคืออะไร

น้ำหนัก- แรงของร่างกายที่กระทำต่อสิ่งรองรับ (หรือระบบกันสะเทือนหรือการยึดประเภทอื่น) ป้องกันการล้มที่เกิดขึ้นในสนามแรงโน้มถ่วง กำหนดโดยการแสดงออก:

P = มก, ที่ไหน:

ร- น้ำหนักตัว, ม- มวลกาย, g - ความเร่งการตกอย่างอิสระ

ค่าของน้ำหนักเป็นสัดส่วนกับการเร่งความเร็วของแรงโน้มถ่วง ซึ่งขึ้นอยู่กับความสูงเหนือพื้นผิวโลก และเนื่องจากการหมุนของมัน บนพิกัดทางภูมิศาสตร์ของจุดวัดด้วย

เมื่อระบบเคลื่อนที่ ร่างกายจะเป็นส่วนรองรับ (หรือระบบกันสะเทือน) ที่สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงเฉื่อยที่มีความเร่ง กน้ำหนักไม่ตรงกับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายนี้:

P = ม(ก - ก)

ผลจากการหมุนของโลกทำให้น้ำหนักละติจูดลดลง: ที่เส้นศูนย์สูตรน้อยกว่าที่ขั้วประมาณ 0.3%

ควรสังเกตด้วยว่าตามกฎข้อที่สามของนิวตัน ไม่เพียงแต่ร่างกายจะทำหน้าที่รองรับ (สารแขวนลอย) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารรองรับ (สารแขวนลอย) ที่กระทำต่อร่างกายด้วยแรงที่เรียกว่า แรงปฏิกิริยาของส่วนรองรับ (ช่วงล่าง) แรงนี้มีตัวเลขเท่ากับน้ำหนักของร่างกายและตรงข้ามกับการกระทำของแรงโน้มถ่วง จากนั้น แรงสองแรงกระทำต่อร่างกายซึ่งมีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม นั่นคือผลลัพธ์จะเป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าร่างกายอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่สม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง

ซึ่งหมายความว่าภาวะไร้น้ำหนัก (ขาดน้ำหนัก) เป็นสภาวะที่ ไม่มาแรงปฏิสัมพันธ์ของร่างกายที่มีการรองรับ (หรือช่วงล่าง) ซึ่งเกิดขึ้นจากแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วง การกระทำของมวลอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแรงเฉื่อยที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งของร่างกาย

จากนั้น ลองคิดดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากทั้งร่างกายและสิ่งค้ำยันตกอยู่ในสนามแรงโน้มถ่วง จากนั้น เนื่องจากทั้งส่วนรองรับและร่างกายจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน ร่างกายจะไม่กดด้วยมวลบนส่วนรองรับนี้ นั่นคือ มันจะไม่กระทำการใดๆ นั่นคือน้ำหนักของร่างกาย (แรงที่กระทำต่อส่วนรองรับ) จะเป็นศูนย์ สิ่งนี้สามารถสังเกตได้ในทางปฏิบัติที่ไหน? ลองจินตนาการถึงรถลิฟต์ที่ถูกดึงออกจากสายเคเบิลและตกลงไปตามปล่องอย่างอิสระ ทั้งห้องโดยสารและผู้โดยสารเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเท่ากัน ก. = 9.8 ม./วินาที 2- จากนั้นผู้โดยสารจะไม่กระทบพื้นลิฟต์นั่นคือเขาจะได้สัมผัสกับภาวะไร้น้ำหนัก จากนั้นเขาก็จะสามารถลอยได้อย่างอิสระในพื้นที่ห้องโดยสารลิฟต์ โดยปกติแล้วการทดลองนี้มักจะทำให้ผู้ถูกทดสอบเสียชีวิต แต่มีสถานการณ์ทั่วไปมากขึ้น เมื่อลิฟต์เพิ่งเริ่มเคลื่อนตัวลง (นั่นคือ ลิฟต์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเพิ่มขึ้นจนเร็วขึ้นตามปกติ) ร่างกายของคุณยังไม่ถึงความเร็วนี้และแทบจะไม่กดลงบนพื้นเลย ซึ่งหมายความว่าแทบไม่มีน้ำหนักเลย จากนั้นเมื่อลิฟต์เร่งความเร็วแล้วเคลื่อนที่เท่า ๆ กันคุณก็เคลื่อนที่เท่า ๆ กันด้วยดังนั้นคุณจึงกดโดยให้ร่างกายของคุณอยู่บนส่วนรองรับ (พื้นลิฟต์) ตามปกติซึ่งหมายความว่าไม่มีสภาวะไร้น้ำหนัก

การบินบนยานอวกาศที่โคจรรอบโลกนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าการตกลงสู่พื้นโลกอย่างต่อเนื่อง พูดง่ายๆ ก็คือ อุปกรณ์เคลื่อนที่ในวงโคจรด้วยความเร็วสูงมาก (ประมาณ 8 กม./วินาที) และตกลงสู่พื้นโลก (ในแนวตั้ง) อุปกรณ์จึงสามารถเดินทางได้ไกลในทิศทางแนวนอน เนื่องจากรูปร่างทรงกลมของ โลกระยะทางถึงพื้นผิวไม่ลดลง ร่างกายล้มลงไม่ล้ม พาราด็อกซ์? ความจริง!

นั่นคือห้องโดยสารของยานอวกาศนั้นเป็นลิฟต์ตัวเดียวกับที่หลุดออกจากสายเคเบิล และร่างกายทั้งหมดที่อยู่ภายในนั้นจะประสบกับสภาวะไร้น้ำหนัก พวกมันจะลอยอย่างอิสระในห้องโดยสารของยานอวกาศ และเอฟเฟกต์ที่น่าสนใจหลายอย่างจะเกิดขึ้น ซึ่งฉันจะพูดถึงในโพสต์ต่อไปนี้

ในการฝึกนักบินอวกาศบนโลก เราสามารถสร้างสภาวะไร้น้ำหนักได้ในช่วงสั้นๆ เครื่องบินพิเศษบินไปตามวิถีไฮเปอร์โบลิก นั่นคือจริง ๆ แล้วเครื่องบินตกลงมาด้วยความเร่ง g และผู้คนในห้องโดยสารก็ตกลงมาด้วยความเร่งเท่ากัน นั่นคือพวกเขาอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถสร้างภาวะไร้น้ำหนักได้เป็นระยะเวลาประมาณหนึ่งนาที หลังจากนั้นเครื่องบินจะเปลี่ยนจากการดำน้ำเป็นการปีน จากนั้นจึงดำน้ำอีกครั้ง และทุกอย่างจะเกิดซ้ำอีกครั้ง ดังนั้นความไร้น้ำหนักจึงเกิดขึ้นได้บนโลก

มันสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจว่า น้ำหนักและ น้ำหนักร่างกายพูดอย่างเคร่งครัดไม่ใช่เรื่องเดียวกันแม้ว่าในชีวิตประจำวันมักจะใช้แนวคิดเรื่อง "น้ำหนัก" เมื่อพูดถึงมวลของร่างกาย คำจำกัดความของน้ำหนักตัวได้ระบุไว้ข้างต้นแล้ว และมวลของร่างกายเป็นการวัดความเฉื่อยของมันนั่นคือความสามารถในการรักษาสภาวะการพักผ่อนหรือการเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงที่สม่ำเสมอเมื่อสัมผัสกับวัตถุอื่นที่พยายามเปลี่ยนสถานะนี้ ปฏิสัมพันธ์ของวัตถุนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยปริมาณเช่นแรง เมื่อร่างกายถูกบังคับ เอฟเขาได้รับความเร่ง กขึ้นอยู่กับน้ำหนักตัว ม:

ก = F/ม.

เราจะเห็นว่ายิ่งมวลของร่างกายมากขึ้น ความเร่งก็จะน้อยลง , ประทานแก่เขาด้วยพลังที่มีขนาดเท่ากัน หากเราพยายามทดสอบสิ่งนี้บนโลกก่อนแล้วจึงบนยานอวกาศ (ในแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์) เราจะเห็นว่ากฎนี้ถือเป็นจริงในทั้งสองกรณี นั่นคือมวลกายและน้ำหนักไม่เหมือนกัน น้ำหนักตัวอาจหายไป แต่น้ำหนักตัวยังคงเท่าเดิมเสมอจริงอยู่ ในกลศาสตร์สัมพัทธภาพ มวลของวัตถุสามารถเปลี่ยนแปลงได้ (เพิ่มจนไม่มีที่สิ้นสุด) แต่นี่เป็นเรื่องราวที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ซึ่งวันหนึ่งก็จะกลายเป็นเป้าหมายที่เราพิจารณาเช่นกัน

ระหว่างนี้พบกันใหม่ครับ ขอขอบคุณทุกคนที่อ่านจนจบ เพราะไม่ได้มอบ "หนังสือหลายเล่ม" ให้กับทุกคน แต่สำหรับผู้ที่อยากรู้อยากเห็นมากที่สุดเท่านั้น