Meie Päikese mass on 1,99 × 10 27 tonni - 330 tuhat korda raskem kui Maa. Kuid see pole kaugeltki piir. Raskeim avastatud täht R136a1 kaalub koguni 256 päikest. Meile lähim täht A ületas vaevalt kümnendiku meie tähe kõrgusest. Tähe mass võib hämmastavalt erineda – aga kas sellel on piir? Ja miks on see astronoomidele nii oluline?
Mass on tähe üks olulisemaid ja ebatavalisemaid omadusi. Selle põhjal saavad astronoomid täpselt määrata tähe vanuse ja selle edasise saatuse. Veelgi enam, massiivsus määrab tähe gravitatsioonilise kokkusurumise tugevuse - peamine tingimus, et tähe tuum "süttiks" termotuumareaktsioonis ja alguses. Seetõttu on mass tähtede kategooria mööduv kriteerium. Liiga kerged esemed, nagu , ei saa päriselt särada – ja liiga rasked kuuluvad seda tüüpi ekstreemsete objektide kategooriasse.
Ja samal ajal suudavad teadlased vaevu välja arvutada tähe massi – ainus täht, mille mass on täpselt teada, on meie oma. Meie Maa aitas tuua sellise selguse. Teades planeedi massi ja selle kiirust, saate Kepleri kolmanda seaduse alusel arvutada tähe enda massi. kuulus füüsik Isaac Newton. Johannes Kepler avastas seose planeedi ja tähe kauguse ja kiiruse vahel täispööre planeedid tähe ümber ning Newton täiendas oma valemit tähe ja planeedi massidega. Astronoomid kasutavad sageli Kepleri kolmanda seaduse muudetud versiooni – mitte ainult tähtede, vaid ka muude tähtede masside määramiseks. kosmoseobjektid, komponendid koos.
Kaugete valgustite kohta võime praegu vaid oletada. Kõige arenenum (täpsuse poolest) on massi määramise meetod tähesüsteemid. Selle viga on "ainult" 20–60%. See ebatäpsus on astronoomia jaoks kriitiline – kui Päike oleks 40% kergem või raskem, poleks Maal elu tekkinud.
Üksikute tähtede massi mõõtmise puhul, mille läheduses pole nähtavaid objekte, mille orbiiti saaks arvutusteks kasutada, teevad astronoomid kompromissi. Tänapäeval loetakse, et ühe tähe mass on sama. Teadlasi aitab ka seos tähe massi ja heleduse vahel, kuna mõlemad omadused sõltuvad tähe tugevusest tuumareaktsioonid ja tähe suurus – otsesed massinäitajad.
Tähe massi väärtus
Tähtede massiivsuse saladus ei peitu kvaliteedis, vaid kvantiteedis. Meie Päike, nagu enamik tähti, koosneb 98% ulatuses looduse kahest kergeimast elemendist – vesinikust ja heeliumist. Kuid samal ajal sisaldab see 98% kogu massist!
Kuidas saavad sellised kerged ained kokku tohututeks põlevateks pallideks? Selleks on vaja suurtest kosmilistest kehadest vaba ruumi, palju materjali ja esialgset tõuget – et esimesed kilogrammid heeliumi ja vesinikku hakkaksid üksteist tõmbama. Molekulaarpilvedes, kus tähed sünnivad, ei takista miski vesiniku ja heeliumi kogunemist. Neid on nii palju, et gravitatsioon hakkab vesinikuaatomite tuumasid jõuliselt kokku suruma. See käivitab termotuumareaktsiooni, mis muudab vesiniku heeliumiks.
On loogiline, et mida suurem on tähe mass, seda suurem on selle heledus. Tõepoolest, massiivses tähes on termotuumareaktsiooni jaoks palju rohkem vesinikku "kütust" ja gravitatsiooniline kokkusurumine, protsessi aktiveerimine - tugevam. Tõestus on artikli alguses mainitud massiivseimas tähes R136a1 - olles 256 korda raskem, särab see 8,7 miljonit korda eredamalt kui meie täht!
Kuid ka massiivsus on tagakülg: protsesside intensiivsuse tõttu “põleb” vesinik sisse kiiremini termotuumareaktsioonid sees. Seetõttu ei ela massiivsed tähed kuigi kaua. kosmiline mastaap- mitusada või isegi kümneid miljoneid aastaid.
- Huvitav fakt: kui tähe mass on Päikese massist 30 korda suurem, võib ta elada kuni 3 miljonit aastat – olenemata sellest, kui palju rohkem on tema mass 30 korda suurem kui Päike. Selle põhjuseks on Eddingtoni kiirguspiirangu ületamine. Transtsendentaalse tähe energia muutub nii võimsaks, et rebib tähe aine voogudes välja – ja millega massiivsem täht, seda suuremaks muutub massikadu.
Eespool vaatlesime peamist füüsikalised protsessid, mis on seotud tähe massiga. Proovime nüüd välja mõelda, milliseid tähti saab nende abiga "meisterdada".
Kaal näitab täpsemat kaalu, kui seisate kaalul paigal. Kummardamisel või kükitamisel näitab kaal kaalu vähenemist. Painde või küki lõpus näitab kaal kaalu suurenemist.
Tagasi üles
Miks niidi külge riputatud keha. kõigub, kuni selle raskuskese asub vahetult vedrustuspunkti all?
Kui raskuskese ei asu vedrustuspunkti all, siis raskusjõud tekitab pöördemomendi; kui raskuskese on vedrustuspunkti all, siis raskusmoment võrdne nulliga.
Sest pallid on identsed, siis enne kokkupõrget liikuv pall peatub ja enne lööki puhkeasendis pall omandab kiiruse.
Tagasi üles
Soe õhk tõuseb üles. Miks on troposfääri alumistes kihtides soojem?
Tõuseb üles atmosfääriõhk paisub ja jahtub.
Miks on jalgade vari maapinnal vähem udune kui pea vari?
Seda seletatakse asjaoluga, et laiendatud valgusallika erinevatest osadest moodustatud varjud kattuvad üksteisega ja nende varjude piirid ei lange kokku. Allika erinevatest osadest pärit varjude piiride vahelised kaugused on väikseimad, kui kaugus objektist pinnani, millele vari tekib, on suhteliselt väike.
Vees, mis voolab veekraan, osa lahustunud õhust vabaneb tohutu hulga väikeste mullide kujul. Nende mullide piiridel peegeldub valgus arvukalt, mistõttu vesi omandab piimvalge valguse.
Selline mootor töötab, kuid selle efektiivsus on madal, kuna enamik tehtud töö läheb gaasi kokkusurumiseks.
Küüntes paiknevad nende magnetiseerimise tulemusena samanimelised poolused läheduses. Samanimelised postid tõrjuvad Vedrustuskohtades takistab hõõrdumine tõrjumist ja allpool naelte otsad, vabalt rippudes, lahknevad, avaldades tõukejõude.
Miks on iidsetes hoonetes tänapäevani säilinud klaas alt paksem?
Klaas on amorfne keha. Aatomid selles, nagu vedelikus, ei ole järjestatud ja võivad liikuda. Seetõttu voolab vertikaalne klaas aeglaselt ja mõne sajandi pärast võite märgata, et klaasi alumine osa muutub paksemaks.
Milleks külmiku tarbitavat energiat kasutatakse?
Külmiku tarbitav elekter kulub ruumi kütmiseks.
Kaotada kaalu kuum vesi, mida hoiavad väed pind pinevus, siis tuleb seda vähem. Vee pindpinevustegur väheneb temperatuuri tõustes.
Päikesepaistelisel päeval saab tuld teha jääga, kui teete jääst kaksikkumera läätse. Kaksikkumeral läätsel on omadus koguda sellele langevat valgust. Päikesekiiredühte punkti (fookuses), seega jõuate sellesse punkti kõrge temperatuur ja süüdata kergestisüttiv materjal.
Miks paistab loojuv päike meile punasena?
Valguslaine läbib atmosfääris pikema vahemaa loojuvast päikesest kui seniidis olevast päikesest. Atmosfääri läbiva valguse hajutab õhk ja selles olevad osakesed. Hajumine toimub peamiselt lühilainekiirguse mõjul.
Inimene saab joosta kiiremini kui tema vari, kui vari tekib seinale, millega inimene jookseb paralleelselt ja valgusallikas liigub kiiremini kui inimene m ja inimesega samas suunas.
Millisel juhul venib köis tugevamini - kui inimene tõmbab selle otsad kätega eri suundades või kui ta tõmbab kahe käega ühest otsast, sidudes teise seina külge? Oletame, et mõlemal juhul mõjub kumbki käsi köiele ühesuguse jõuga.
Teisel juhul venib köis rohkem välja. Kui eeldame, et iga käsi mõjub köiele jõuga, mis on võrdne F-ga, siis esimesel juhul kogeb köis jõudu F ja teisel juhul - 2F.
Täiskuu ajal on Kuu ketta ülaosas nähtavad suured tumedad laigud. Miks asuvad need kohad Kuu kaartide põhjas?
Kuu pilt kaartidel vastab selle teleskoobi abil saadud kujutisele.
Kuidas muutub pikal nööril riputatud veeämbri võnkeperiood, kui selle põhjas olevast august hakkab vesi järk-järgult välja voolama?
Selle süsteemi jaoks on mudel hea lähendus matemaatiline pendel, mille võnkeperiood sõltub selle pikkusest.
Kui ämber on alguses täielikult täidetud, siis vee väljavoolamisel võnkeperiood esialgu pikeneb. Seda seletatakse asjaoluga, et “ämbri-vee” süsteemi raskuskese väheneb ja selle tulemusena suureneb pendli pikkus. Siis periood väheneb ämbri-veesüsteemi raskuskeskme suurenemise tõttu. Kui kogu vesi ämbrist välja valatakse, muutub võnkeperiood esialgsega võrdseks, sest pendli esialgne pikkus taastatakse.
Niipea, kui inimesed esimest korda oma pead tõstsid ja öisesse taevasse vaatasid, olid nad sõna otseses mõttes tähtede valguse käes. See võlu on toonud kaasa tuhandeid aastaid kestnud töö teooriate ja avastuste kallal, mis on seotud meie päikesesüsteemi ja selles olevate kosmiliste kehadega. Kuid nagu igas teises valdkonnas, põhinevad teadmised kosmose kohta sageli valedel järeldustel ja väärtõlgendustel, mida hiljem võetakse tõelise väärtusega. Arvestades, et astronoomia teema oli väga populaarne mitte ainult professionaalide, vaid ka amatööride seas, on lihtne mõista, miks need väärarusaamad aeg-ajalt avalikkuse teadvuses kindlalt juurduvad.
Paljud inimesed on ilmselt kuulnud albumit " Pimedus Side of the Moon", mille autor on Pink Floyd, ja idee, et Kuul on varjukülg, on muutunud ühiskonnas väga populaarseks. Kuid asi on selles, et Kuul seda pole tume pool. See väljend on üks levinumaid väärarusaamu. Ja selle põhjus on seotud sellega, kuidas Kuu tiirleb ümber Maa, ja ka sellega, et Kuu on alati ainult ühe küljega meie planeedi poole pööratud. Vaatamata sellele, et me näeme selle ainult ühte külge, oleme sageli tunnistajaks, et mõned selle osad muutuvad heledamaks, teised aga kaetakse pimedusse. Seda arvestades oli loogiline eeldada, et sama reegel kehtiks ka teisel poolel.
Rohkem õige määratlus oleks "kuu kaugem pool". Ja isegi kui me seda ei näe, ei jää see alati pimedaks. Asi on selles, et Kuu kuma taevas ei ole Maa, vaid Päike. Isegi kui me Kuu teist poolt ei näe, valgustab seda ka Päike. See juhtub tsükliliselt, täpselt nagu Maal. Tõsi, see tsükkel kestab veidi kauem. Täiskuu päev võrdub umbes kahe Maa nädalaga. Kaks huvitavaid fakte tagaajamisel. Kuu ajal kosmoseprogrammid Pole kunagi toimunud maandumist Kuu küljel, mis oleks alati Maast eemal. Mehitatud kosmosemissioonid pole kunagi öise kuutsükli ajal läbi viidud.
Kuu mõju mõõnadele ja mõõnadele
Üks levinumaid väärarusaamu on seotud loodete jõudude toimimisega. Enamik inimesi mõistab, et need jõud sõltuvad Kuust. Ja see on tõsi. Paljud inimesed aga usuvad endiselt ekslikult, et nende protsesside eest vastutab ainult Kuu. Rääkimine lihtsas keeles, on loodete jõudu võimalik kontrollida gravitatsioonijõud mis tahes lähedalasuva piisava suurusega kosmiline keha. Ja kuigi kuul on suur mass ja asub meie lähedal, pole see selle nähtuse ainus allikas. Loodejõudude poolt teatud mõju Seda teeb ka Päike. Samal ajal suureneb Kuu ja Päikese ühine mõju nende kahe astronoomilise objekti joondamise hetkel (ühele reale) kordades.
Siiski on Kuul oma mõju rohkem mõju nendel maistel protsessidel kui Päike. Seda seetõttu, et isegi vaatamata kolossaalsele massierinevusele on Kuu meile lähemal. Kui ühel päeval kuu hävitatakse, on pahameel ookeaniveed ei peatu üldse. Loodete enda käitumine muutub aga kindlasti oluliselt.
Päike ja Kuu on ainsad kosmilised kehad, mida päeva jooksul näha saab
Millist astronoomilist objekti võime päeva jooksul taevas näha? See on õige, Sun. Paljud inimesed on Kuud päeva jooksul rohkem kui korra näinud. Enamasti on see nähtav kas varahommikul või siis, kui just hakkab pimedaks minema. Enamik inimesi usub aga, et päeval on taevas näha ainult neid kosmoseobjekte. Oma tervise pärast kartuses inimesed tavaliselt Päikese poole ei vaata. Aga selle kõrvalt leiab päeval veel midagi.
Taevas on veel üks objekt, mida võib taevas näha isegi päeval. See objekt on Veenus. Kui vaatate öötaevasse ja näete sellel selgelt nähtavat valguspunkti, siis teadke, et enamasti näete Veenust, mitte mõnda tähte. Portaali Discover Bad Astronomy kolumnist Phil Plait on koostanud väikese juhendi, mida järgides võib päevasest taevast leida nii Veenuse kui Kuu. Autor soovitab olla väga ettevaatlik ja püüda mitte vaadata Päikese poole.
Planeetide ja tähtede vaheline ruum on tühi
Kosmosest rääkides kujutame kohe ette lõputut ja külma ruumi, mis on täidetud tühjusega. Ja kuigi me teame väga hästi, et universumis jätkub uute astronoomiliste objektide tekkeprotsess, on paljud meist kindlad, et nende objektide vaheline ruum on täiesti tühi. Milleks imestada, kui teadlased ise on väga pikka aega kas nad uskusid sellesse? Uued uuringud on aga näidanud, et universumis on palju huvitavamat, kui palja silmaga näha on.
Mitte kaua aega tagasi avastasid astronoomid kosmosest tume energia. Ja just see paneb paljude teadlaste sõnul universumi edasi paisuma. Veelgi enam, ruumi laienemise kiirus kasvab pidevalt ja teadlaste sõnul võib see paljude miljardite aastate pärast viia universumi "rebenemiseni". Salapärane energia ühes või teises mahus esineb peaaegu kõikjal - isegi ruumi struktuuris. Seda nähtust uurivad füüsikud usuvad, et vaatamata paljudele veel lahendamata mõistatustele ei ole planeetidevaheline, tähtedevaheline ja isegi galaktikatevaheline ruum ise sugugi nii tühi, kui me seda varem ette kujutasime.
Meil on selge arusaam kõigest, mis meie päikesesüsteemis toimub
Pikka aega arvati, et meie päikesesüsteemis on üheksa planeeti. Viimane planeet oli Pluuto. Nagu teate, on Pluuto planeedi staatus viimasel ajal kahtluse alla seatud. Selle põhjuseks oli asjaolu, et astronoomid hakkasid Päikesesüsteemi seest leidma objekte, mille mõõtmed olid võrreldavad Pluuto suurusega, kuid need objektid asuvad nn asteroidivöö sees, mis asub vahetult endise üheksanda planeedi taga. See avastus muutis kiiresti teadlaste arusaama sellest, milline meie päikesesüsteem välja näeb. Hiljuti avaldati teoreetiline uurimus teaduslik töö, mis viitab sellele, et päikesesüsteem võib sisaldada veel kahte kosmoseobjekt suurus rohkem kui Maa ja oma massist umbes 15 korda suurem.
Need teooriad põhinevad arvude arvutamisel erinevad orbiidid Päikesesüsteemi objektid, samuti nende vastastikmõjud. Kuid nagu töös osutatakse, pole teadusel veel sobivaid teleskoope, mis aitaksid seda arvamust tõestada või ümber lükata. Ja kuigi sellised väited võivad praegu tunduda teelehtedena, on kindlasti selge (tänu paljudele teistele avastustele), et meie päikesesüsteemi äärealadel on palju huvitavamat, kui me varem arvasime. Meie kosmosetehnoloogia arenevad pidevalt ja me loome üha kaasaegsemaid teleskoope. Tõenäoliselt aitavad nad ühel päeval meie maja tagahoovist leida midagi seni märkamatut.
Päikese temperatuur tõuseb pidevalt
Ühe populaarseima "vandenõuteooria" järgi mõju päikesevalgus tõuseb Maa peale. See ei ole aga tingitud reostusest. keskkond ja mis tahes globaalsed kliimamuutused, kuid tingitud asjaolust, et Päikese temperatuur tõuseb. See väide on osaliselt tõsi. See tõus sõltub aga sellest, mis aasta see kalendris on.
Alates 1843. aastast on teadlased pidevalt päikesetsükleid dokumenteerinud. Tänu sellele tähelepanekule mõistsid nad, et meie Päike on üsna etteaimatav. Teatud tegevustsükli jooksul tõuseb Päikese temperatuur teatud piirini. Tsükkel muutub ja temperatuur hakkab langema. NASA teadlaste sõnul kõik päikese tsükkel kestab umbes 11 aastat ja viimased 150 teadlast on neid jälginud.
Kuigi paljud asjad meie kliima ja selle seose kohta päikese aktiivsusega jäävad teadlastele endiselt saladuseks, on teadusel üsna hea ettekujutus, millal oodata päikese aktiivsuse suurenemist või vähenemist. päikese aktiivsus. Päikese soojenemise ja jahtumise perioode nimetatakse tavaliselt päikesemaksimumiks ja päikesemiinimumiks. Kui Päike on maksimumis, muutub kogu päikesesüsteem soojemaks. See protsess on aga täiesti loomulik ja toimub iga 11 aasta tagant.
Päikesesüsteemi asteroidiväli on sarnane miiniga
Klassikalises stseenis" Tähtede sõda"Han Solo ja tema pardal olnud sõbrad pidid end asteroidiväljal jälitajate eest peitma. Samas teatati, et selle ala edukaks lennuks on võimalus 3720:1. See märkus nagu suurejooneline arvutigraafika, jätame inimeste mõtetes kõrvale arvamuse, et asteroidiväljad on miinidega sarnased ja nende ületamise edu on peaaegu võimatu ennustada. Tegelikult on see märkus vale. Kui Han Solo peaks tegelikkuses ületama asteroidivälja, siis tõenäoliselt ei toimuks iga lennutrajektoori muutus sagedamini kui kord nädalas (ja mitte üks kord sekundis, nagu filmis näidatud).
Miks sa küsid? Jah, sest ruum on tohutu ja kaugused selles on tavaliselt suured võrdselt ka väga suur. Näiteks meie asteroidivöö Päikesesüsteem väga hajameelne, nii et päris elu Han Solol, aga ka Darth Vaderil endal terve tähehävitajapargiga ei tekiks raskusi selle ületamine. Samad asteroidid, mida filmis endas näidati, on suure tõenäosusega kahe hiiglasliku taevakeha kokkupõrke tagajärg.
Plahvatused kosmoses
Kosmoses toimuva plahvatuse põhimõtte toimimise kohta on kaks väga populaarset eksiarvamust. Esimene, mida võis näha paljudes ulmefilmides. Kui kaks kosmoselaeva kokku põrkuvad, toimub hiiglaslik plahvatus. Pealegi osutub see sageli nii võimsaks, et sellest lähtuv lööklaine hävitab ka teised läheduses olevad kosmoselaevad. Teise väärarusaama kohaselt, kuna ruumi vaakumis hapnikku pole, on plahvatused selles üldiselt võimatud. Tegelikkus asub tegelikult kusagil nende kahe arvamuse vahel.
Kui laeva sees toimub plahvatus, seguneb selles olev hapnik teiste gaasidega, mis omakorda tekitab vajaliku keemiline reaktsioon et tuli ilmuks. Sõltuvalt gaaside kontsentratsioonist võib tegelikult tekkida nii palju tulekahju, et sellest piisab kogu laeva plahvatamiseks. Kuid kuna ruumis pole rõhku, hajub plahvatus mõne millisekundi jooksul pärast vaakumtingimuste saavutamist. See juhtub nii kiiresti, et sul pole aega isegi pilgutada. Peale selle ei tule ühtegi lööklaine, mis on plahvatuse kõige hävitavam osa.
Viimasel ajal võib uudistes sageli leida pealkirju, et astronoomid on leidnud veel ühe eksoplaneedi, mis võiks potentsiaalselt elu toetada. Sel viisil uutest planeetide avastustest kuuldes mõtlevad inimesed sageli sellele, kui tore oleks leida viis oma asjad kokku pakkida ja minna puhtamatesse elupaikadesse, kus loodus pole kannatanud. tehnogeensed mõjud. Aga enne kui läheme lagendikuid vallutama sügav ruum, peame lahendama rea väga olulised küsimused. Näiteks seni, kuni me täielikult välja mõtleme uus meetod kosmosereisid, on võimalus nendele eksoplaneetidele jõuda sama reaalne kui maagilised rituaalid kutsudes deemoneid teisest dimensioonist. Isegi kui leiame võimaluse jõuda võimalikult kiiresti punktist A punkti B (kasutades näiteks hüperkosmose lõimemootoreid või ussiauke), seisame siiski silmitsi mitmete probleemidega, mis tuleb enne väljalendu lahendada. .
Kas arvate, et me teame eksoplaneetidest palju? Tegelikult pole meil õrna aimugi, mis see on. Fakt on see, et need eksoplaneedid on nii kaugel, et me ei suuda isegi välja arvutada nende tegelikke suurusi, atmosfääri koostist ja temperatuuri. Kõik teadmised nende kohta põhinevad ainult oletustel. Kõik, mida saame teha, on lihtsalt arvata planeedi ja selle algtähe vaheline kaugus ning nende teadmiste põhjal järeldada selle hinnangulise suuruse väärtus Maa suhtes. Tasub ka arvestada, et vaatamata sagedastele ja valjuhäälsetele pealkirjadele leitud uutest eksoplaneetidest asub kõigi avastuste hulgas nn elamiskõlbliku tsooni sees vaid sadakond, mis potentsiaalselt sobivad Maa-sarnase elu toetamiseks. Veelgi enam, isegi selle loendi hulgas võivad vaid vähesed olla eluks sobivad. Ja sõna "saab" kasutatakse siin põhjusega. Ka teadlastel pole selles küsimuses selget vastust.
Kehakaal ruumis on null
Inimesed arvavad, et kui inimene on kosmoselaeval või kosmosejaam, siis on tema keha täielikus kaaluta olekus (ehk kehakaal on null). See on aga väga levinud eksiarvamus, sest kosmoses on midagi, mida nimetatakse mikrogravitatsiooniks. See on seisund, kus gravitatsioonist põhjustatud kiirendus on endiselt jõus, kuid seda on oluliselt vähendatud. Ja samas ei muutu gravitatsioonijõud ise kuidagi. Isegi kui te ei asu Maa pinnast kõrgemal, on teile mõjuv gravitatsioonijõud (tõmbejõud) endiselt väga tugev. Lisaks sellele alluvad teid Päikese ja Kuu gravitatsioonijõud. Seega, kui olete kosmosejaama pardal, ei kaalu teie keha vähem. Kaalutaoleku põhjus peitub põhimõttes, mille järgi see jaam tiirleb ümber Maa. Lihtsamalt öeldes on inimene sel hetkel lõputus vabalangus(ainult see langeb koos jaamaga mitte alla, vaid ettepoole) ja juba jaama pöörlemine ümber planeedi toetab hüppeliselt tõusmist. Seda efekti saab korrata isegi maa atmosfäär lennuki pardal, kui lennuk saavutab teatud kõrguse ja hakkab seejärel järsult laskuma. Seda tehnikat kasutatakse mõnikord astronautide ja astronautide koolitamiseks.
Kestvuse suurenemisega kosmoselennud arstid tõstatasid küsimuse astronautide kaalu jälgimise vajadusest.
Üleminek teisele elupaigale toob kindlasti kaasa keha ümberstruktureerimise, sealhulgas vedelikuvoogude ümberjaotumise selles.
Kaalutaolekus muutub verevool – alajäsemetest voolab märkimisväärne osa sellest rind ja pea.
Stimuleeritakse keha dehüdratsiooniprotsess ja inimene kaotab kaalu.
Kuid isegi viiendiku vee kadu, mida inimesel on 60-65%%, on organismile väga ohtlik.
Seetõttu vajasid arstid töökindlat seadet, et pidevalt jälgida astronautide kehakaalu lennu ajal ja Maale naasmiseks valmistudes.
Tavalised "maised" kaalud ei määra mitte keha massi, vaid kaalu - see tähendab gravitatsioonijõudu, millega see seadet surub.
Nullgravitatsiooni korral on selline põhimõte vastuvõetamatu - nii tolmukübe kui ka konteiner lastiga, kui erinev kaal, nende kaal on null.
Nullgravitatsioonis kaalumõõturi loomisel pidid insenerid kasutama teistsugust põhimõtet.
Massimõõtja tööpõhimõte
Nullgravitatsioonis olev kehamassimõõtur on ehitatud harmoonilise ostsillaatori ahela järgi.
Nagu teada, sõltub vedru koormuse vaba võnkumise periood selle massist. Seega arvutab ostsillaatorsüsteem spetsiaalse platvormi võnkeperioodi ümber massiliseks, mille peale on asetatud astronaut või mõni objekt.
Keha, mille massi tuleb mõõta, on kinnitatud vedrule nii, et see suudab töötada vabad vibratsioonid piki vedru telge.
Periood T (\displaystyle T) need kõikumised on seotud kehakaaluga M (\displaystyle M) suhe:
T = 2 π M K (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (\frac (M)(K))))kus K on vedru elastsuse koefitsient.
Seega, teades K (\displaystyle K) ja mõõtmine T (\displaystyle T), võib leida M (\displaystyle M).
Valemist selgub, et võnkeperiood ei sõltu ei amplituudist ega raskuskiirendusest.
Seade
“Tooli” välimusega seade koosneb neli osa: platvormid astronaudi paigutamiseks (ülemine osa), jaama “põrandale” kinnitatud alus (alumine osa), rack ja mehaaniline keskosa, samuti elektrooniline lugemisseade.
Seadme mõõtmed: 79,8 x 72 x 31,8 cm. Materjal: alumiinium, kumm, orgaaniline klaas. Seadme kaal on umbes 11 kilogrammi.
Ülemine osa seade, millel astronaut rinnaga lamab, koosneb kolm osa. Ülemise platvormi külge on kinnitatud ristkülikukujuline pleksiklaasist leht. Astronaudi lõuatugi ulatub platvormi otsast metallvardale.
Alumine osa Seade on hobuserauakujuline alus, mille külge on kinnitatud seadme mehaaniline osa ja näidu mõõteseade.
Mehaaniline osa koosneb vertikaalsest silindrilisest tugipostist, mida mööda liigub teine silinder väljastpoolt laagritel. Liigutatava silindri välisküljel on kaks stopperitega hooratast liikuva süsteemi keskasendis fikseerimiseks.
Kahe torukujulise kronsteini abil kinnitatakse liikuva silindri ülemise otsa külge vormitud platvorm kosmonaudi keha jaoks, mis määrab selle massi.
Liigutatava silindri alumise poole külge on kinnitatud kaks otstes päästikutega käepidet, mille abil liigutatava süsteemi tõkked käepidemetesse süvistatakse.
Välissilindri põhjas on astronaudi jalatugi, millel on kaks kummikorki.
Silindrilise riiuli sees liigub metallvarras, mis on ühest otsast kinnitatud ülemisse platvormi; Varda vastasotsas on plaat, mille mõlemale küljele on kinnitatud kaks vedru, mis seavad seadme liikuva süsteemi kaaluta olekus keskasendisse. Racki põhja on fikseeritud magnetoelektriline andur, mis salvestab liikuva süsteemi võnkeperioodi.
Andur võtab automaatselt arvesse võnkeperioodi kestust tuhandiku sekundi täpsusega.
Nagu ülal näidatud, sõltub "tooli" vibratsiooni sagedus koormuse massist. Seega tuleb astronaudil sellisel kiigel lihtsalt veidi kiikuda ning mõne aja pärast arvutab ja kuvab elektroonika mõõtmistulemuse.
Astronaudi kehakaalu mõõtmiseks piisab 30 sekundist.
Hiljem selgus, et “kosmilised kaalud” on palju täpsemad kui igapäevaelus kasutatavad meditsiinilised.
|
Lugu
Leningradi spetsiaalses disaini- ja tehnoloogiabüroos "Biofizpribor" (SKTB "Biofizpribor") loodi astronaudi kehakaalu mõõtmise seade hiljemalt 1976. aastal.
Viktoriini küsimused. Kuidas liivakell nullgravitatsiooni korral käitub? Liivakelĺ - lk nr 1/1
13f1223 "Axiumniks"
Viktoriini küsimused.
1.Kuidas liivakellad käituvad nullgravitatsioonis?
Liivakell- kõige lihtsam ajavahemike mõõtmise seade, mis koosneb kahest kitsa kaelaga ühendatud anumast, millest üks on osaliselt liivaga täidetud. Aeg, mis kulub liiva valamiseks läbi kaela teise anumasse, võib ulatuda mõnest sekundist mitme tunnini.
Liivakellad on tuntud juba iidsetest aegadest. Euroopas levisid need laialt keskajal. Üks esimesi mainimisi sellise kella kohta on Pariisis avastatud teade, mis sisaldab juhiseid veinis keedetud ja päikese käes kuivatatud musta marmori pulbrist peene liiva valmistamiseks. Laevadel kasutati laeva kiiruse logi järgi määramiseks neljatunnist liivakella (ühe vahi aeg) ja 30-sekundilist.
Praegu kasutatakse liivakellasid vaid mõnel meditsiinilisel protseduuril, fotograafias ja ka suveniiridena.
Liivakella täpsus sõltub liiva kvaliteedist. Kolvid täideti lõõmutatud peeneteralise liivaga, sõeluti läbi peene sõela ja kuivatati põhjalikult. Lähtematerjalina kasutati ka jahvatatud tsinki ja pliitolmu.
Löögi täpsus sõltub ka kolbide kujust, nende pinna kvaliteedist, ühtlasest tera suurusest ja liiva voolavusest. Kell pikaajaline kasutamine Liivakella täpsus halveneb liivakahjustuste tõttu sisepind kolvid, suurendades kolbidevahelise diafragma ava läbimõõtu ja purustades liivaterad väiksemateks.
Nullgravitatsiooni korral liivakell, nagu pendliga kell, ei tööta. Miks? Kuna need sõltuvad gravitatsioonist, pendel ei kõigu, liivaterad ei kuku, kuna kosmoses pole gravitatsiooni.
2. Kuidas mõõta keha massi ruumis?
Seega teame, et missa on põhiline füüsiline kogus, mis määrab inertsiaalse ja gravitatsioonilise füüsikalised omadused kehad. Relatiivsusteooria seisukohalt iseloomustab keha mass m tema puhkeenergiat, mis Einsteini seose järgi: , kus on valguse kiirus.Newtoni gravitatsiooniteoorias on jõu allikaks mass. universaalne gravitatsioon, meelitades kõiki kehasid üksteise poole. Jõu, millega massikeha massikeha ligi tõmbab, määrab Newtoni gravitatsiooniseadus:
või kui täpsem olla. 
, kus on vektor
Massi inertsiaalsed omadused mitterelativistlikus (Newtoni) mehaanikas määratakse seosega. Eeltoodust on võimalik saada vähemalt kolm võimalust kehamassi määramiseks nullgravitatsioonis.
Jah, kui juhtute olema nullgravitatsioonis, siis pidage meeles, et raskuse puudumine ei tähenda massi puudumist ja löögi korral teie küljele kosmoselaev sinikad ja punnid on tõelised :).
Kosmoses pole tavalist haamrit mitte ainult raske, vaid ka peaaegu võimatu kasutada. See juhtub seetõttu, et meil on maa peal ja kosmoses erinevad tingimused. gravitatsioonitingimused. Näiteks: ruumis on vaakum, ruumis pole kaalu, see tähendab, et kõik on ühesugused, pole vahet, kas olete nupp või kosmosejaam.
Kosmoses pole üles ja alla kontseptsiooni, sest... Pole ühtegi maamärki, mille kohta võiks öelda, et seal, kus see on üleval ja vastas on all, võib loomulikult võtta selle maamärgina planeedi, näiteks päikese, kuid see pole ametlikult aktsepteeritud, usutakse, et üles pole ja alla.
Maapinnal oleva haamri konstruktsioon on tehtud suurema kineetilise energia saamise põhimõttel, see tähendab, et mida suurem on pöördekiirus ja haamri enda mass, seda tugevam on löök.
Maapinnal töötame haamriga, kasutades tugipunkti - põrand, põrand toetub maapinnale ja maa on põhi, kõik tõmmatakse alla. Kosmoses pole tugipunkti, põhja pole ja igaühe kaal on null, kui astronaut lööb haamriga, näeb see välja nagu kahe keha kokkupõrge, millel on kineetiline energia, hakkab astronaut lihtsalt küljelt küljele keerduma, vastasel juhul lendab ta küljele, miks ta lõi, sest nad ise pole millegi külge "kinnitatud". Seetõttu peate millegi suhtes töötama haamriga, näiteks võite haamri kinnitada selle keha külge, mida peate lööma, nii et vasar poleks omaette, vaid tal oleks tugipunkt.
Kosmoses töötamiseks leiutasid Nõukogude spetsialistid spetsiaalse haamri. Pealegi tuli see haamer müüki 1977. aastal. Selle tunneb ära mugava käepideme järgi. Selleks, et lõpuks veenduda, et haamer on "kosmiline", peate lööma pinda. Erinevalt tavalistest haamritest ei põrka see pärast lööki tagasi. Selle silmatorkav osa on õõnes ja õõnsusse valatakse metallkuulid. Löögi hetkel tormavad alumised kuulid ülespoole ja ülemised jätkavad liikumist allapoole. Nendevaheline hõõrdumine hajutab tagasilöögienergiat. Võite kasutada pressi põhimõtet, mis töötab suurepäraselt nullgravitatsioonis, kuna seal kasutatakse jõudu, press töötab raami suhtes, millele silindrid on kinnitatud. Raam ise tuleb kinnitada löömist vajava objekti keha külge. Juhtub nii: kosmoselaeva korpuse külge kinnitatakse "haamer", mis toimib nagu press. Kui kasutate sellist haamrit, saate haamriga või täpsemalt purustada mis tahes naela või needi.
Mis vahe on vee külmumisprotsessil Maal ja kosmoseorbiidil?
Kui aga rõhk on alla 610 Pa (vee kolmikpunktirõhk), siis ei saa vesi sees olla vedel olek- kas jää või aur. Seetõttu väga madalad rõhud Suurem osa veest aurustub ja ülejäänu muutub jääks. Näiteks (vt faasidiagrammi) 100 Pa rõhul tekib jää ja auru vaheline liides ligikaudu 250 K juures. Siin tuleb vaadata molekulide kiiruse järgi jaotumise seadust. Oletame taskulambi põhjal, et 5% aeglasematel veemolekulidel on keskmine temperatuur 250K. See tähendab, et 100 Pa rõhul aurustub 95% veest ja 5% muutub jääks ning selle jää temperatuur on 250 K.
Need argumendid ei võta loomulikult arvesse selliseid peensusi nagu varjatud energia faasisiirded, molekulide ümberjaotumine kiiruse järgi jahutamisel, aga arvan, et kvalitatiivselt kirjeldavad nad protsessi õigesti.
Kosmoses on rõhk oluliselt madalam, kuid mitte null. Ja jää ja auru vaheline liides on faasiskeem kui rõhk väheneb, läheb see punkti (T = 0; P = 0). See tähendab, et mis tahes suvaliselt madala (kuid nullist erineva) rõhu korral on jää sublimatsiooni temperatuur nullist erinev. See tähendab, et valdav osa veest aurustub, kuid osa mikroskoopilisest osast muutub jääks.
Siin on veel üks nüanss. Ruumi läbib kiirgus, mille temperatuur on ligikaudu 3 K. See tähendab, et vesi (jää) ei saa jahtuda alla 3 K. Seetõttu sõltub protsessi tulemus jää sublimatsioonirõhust temperatuuril 3 K. Kuna sublimatsioonipiir kaldub väga järsu eksponentsiaali järgi nulli
P = A exp(-k/T), A umbes 10^11 Pa ja k umbes 5200,
siis on sublimatsioonirõhk 3 K juures eksponentsiaalselt väike, nii et kogu vesi peaks aurustuma (või kogu jää peaks sublimeerima, kui soovite). 