なぜ宇宙飛行士は宇宙に浮かぶのですか？

これは素晴らしい質問です。それはかなり頻繁に出てきます。あなたの周りの人々に尋ねると、二つの一般的な答えがあります：

宇宙に重力がないので、宇宙飛行士は宇宙に浮かんでいます。地球から遠く離れるほど、重力が少なくなることは誰もが知っています。まあ、宇宙飛行士は地球から遠く離れているので、重力はとても小さいです。これがNASAがそれを微小重力と呼ぶ理由です。

スペースでは、誰もあなたが叫ぶのを聞くことができません。なぜか分かるか?, 宇宙には空気がないからです。空気も音もない空気も重力もないシンプルだ

はい、これらは両方とも間違っています。しかし、なぜ？

重力は宇宙では弱すぎますか？

重力とは何ですか？それは質量を持つ物体間の相互作用です。地球には質量があり、宇宙飛行士には質量があります-それで彼らは引き付けられます。この引力を次の式でモデル化できます。,

重力の大きさについてのこのモデルでは、M1とm2は質量であり、rはこれら二つの質量の中心間の距離である。 Gは重力定数である。それは6.67×10-11N*m2/kg2の価値を有する。ああ、しかし、有名な（または悪名高い）g=9.8N/kgはどうですか？（または一般的にm/s2の単位でリストされています）その値は、地球の表面上のオブジェクトのためだけです。これを見てください。私は地面に座って何かを持っている場合、それは地球と相互作用します。地球の質量は5です。,97x1024kgで、地球の中心は6.38x106m離れています（地球の半径）。これらの値を重力モデルに入れてみましょう。

はい、それは9.8n/kgではありません。計算に丸められた値を使用して、少しだけオフになるようにしました。しかし、あなたは考えを得る。私はここでトラックを降りています。この表現は、あなたが地球から遠くに行くにつれて重力が弱くなると言っていませんか？はい。. がいいと思いますが。周回するスペースシャトルの典型的な高さは、地球の表面から約360kmです。, 私は75キロの宇宙飛行士を持っているとします。表面と軌道上の両方の宇宙飛行士の体重（重力）はどうなりますか？唯一の違いは、宇宙飛行士と地球の中心との間の距離です。

および軌道上：

小さい？はい。. それを”無重力”と呼ぶのに十分ですか？いいえ。. 軌道上の重力は、表面と同じくらい大きく89%です。, だから、これは”無重力”の正しい説明ではありません。

空気の不足はどうですか？

これが”無重力”の原因ではない理由の例をいくつか見つけることができます。ここに私が好きなものがあります。基本的には、あらゆるモノに吸着カップです。私は真空ベルの中に吸引ダーツからぶら下がっている塊のビデオを作りました。（ここにリンク）これは空気が汲み出される前の質量の写真です。

空気が除去されると、二つのことが起こります。, 最初に、吸引のコップはもはや吸わない(実際にとにかく吸わないので)。第二に、質量が落ちる。チャンバーには本質的に空気がないにもかかわらず、質量はまだ落ちます。

もう一つの例は月です。月には空気はありませんが、宇宙飛行士は飛び降りても浮かばないのです。ここではジョン*ヤングの”ジャンプ敬礼”です。

そして、地球自体はどうですか？なぜそれは太陽を周回するのですか？二つのオブジェクトの間に重力があるので、それは軌道します。, それらの間に空気がないにもかかわらず、相互作用があります。

なぜあなたは浮かぶのですか？

たぶん私はあなたが体重を感じる方法について話すべきです。あなたの見かけの体重は何ですか？私は先に行くと、あなたが今感じているものは本当に重力ではないと言ってみましょう。いくつかの例から始めるとします。

例1：エレベーターに立つ。ボタンを押さないでください。エレベーターが休息するようにそこに立ってください。気分はどうですか？ぎこちない？ここに図があります。,

あなたは安静時にいて安静時にいるので、あなたは平衡状態にあります（加速度はゼロです）。加速度がゼロの場合、正味の力もゼロでなければなりません（技術的にはゼロベクトル）。あなたの上の二つの力は、押し上げる床からの力と引き下げる地球との重力相互作用です。これら二つの力の大きさは、正味の力がゼロになるために等しくなければならない。

例2：今すぐ”上”ボタンを押してください。エレベーターが上向きに加速する短い間隔の間に、どのように感じますか？気になる？, または多分あなたは少し重く感じます。場合はエレベーターは今回のようなこの建物がラストレーションを感じ方の欲しいもの。そして、その面白い匂いは何ですか？ここに上向きの加速のエレベーター（およびあなた）のための図表はある。

力の面では、何が違う必要がありますか？人が上向きに加速している場合、正味の力も上向きでなければなりません。上記と同じ二つの力を使用して、これが起こることができる二つの方法があります。, 階に働きかけることでよりいらっしゃる方におたずねしますの地球を引き寄せることができます。重力はあなたの質量、地球の質量、それらの間の距離に依存するので、それは変化しません。この階押しくお願いします。しかし、待って、あなたは重く感じ、まだ重力は同じです。

例3：あなたは最上階に近づいているとエレベーターが停止する必要があります。それは上に移動していたが、減速していたので、それは下方向に加速しなければならない。

これで、正味の力は下向きになければなりません。, ここでも、重力の大きさは変化しません。起こることができる唯一のことは、床がより少なく押すことです。これから、あなたは軽く感じます。だろ？

最後の例：エレベーターケーブルが壊れ、エレベーターが落ちるとします。この場合、エレベータの加速度は-9.8m/s2になります（自由落下物と同じように）。床は-9.8m/s2で加速するために人をどれくらい押し上げなければなりませんか？それはまったくプッシュする必要はありません。床があなたに与える力はゼロになります。気分はどうですか？, いのを怖いと思うが、エレベーターのケーブルを切断します。他にどのように感じると思いますか？まあ、多分あなたは昼食か何かに遅れていた場合、あなたは怖がって空腹になる可能性があります。ああ、あなたは無重力感を感じるでしょう。これは本当に起こるだろうか？絶対！. 実際には、一部の人々もこれを行うために支払います。, この乗り物をチェックしてください、スーパーマン：

クリスチャン-ハウゲン/Flickrによる画像

基本的な考え方は、あなたが車に乗って、それがズームアップトラックの垂直部分。動きの上がりと下がりの両方の部分の間に、加速度は-9.8m/s2であるので、無重力を感じます。これまでのところ要約してみましょう：

これらのすべての状況では、重力は変化しません。
さまざまな状況では、さまざまな加速があります。,
床があなたに押し付けるほど、あなたは軽く感じます。
床があなたをまったく押さなければ、あなたは無重力感を感じます。

ああ、地球上にこの無重力の別の素晴らしい例があります。ヴォーミット彗星だはい、それは本物です。基本的には、自由落下物と同じように下向きの加速度を持つように飛ぶ飛行機です。落ちるエレベーターのように、それは地面に当たらない以外は。

嘔吐com星についてのもう一つのクールなこと。, 映画”アポロ13号”では、無重力のシーンは嘔吐する彗星の中で撮影されました。こうすれば、それは無重力に見えるだけでなく、無重力になります。もちろん、これは彼らが一度に30秒のようなシーンを撮影しなければならなかったことを意味

宇宙飛行士に戻る

宇宙飛行士はスペースシャトルにいて、スペースシャトルは地球の周りを周回しています。しかし、それは加速している？はい。. 地球が重力を介してそれを引っ張るので、それは加速しています。, 円で動いているにもかかわらず、それはまだ加速しています。その運動は重力によって決定されるので、スペースシャトルは確かに落下していると言うことができます。しかし、それは実際にその動きの間に地球に近づくことはないので、それを”軌道上”と呼ぶ方が良いでしょう。これを考えてください。あなたがボールに紐を結び、それをあなたの頭の周りに近い水平な円で振るとします。円の中を動くボールは加速しますか？はい。. それが加速するならば、それは加速の方向に力を持たなければならない。, ボールの場合、これは円の中心に向かってそれを引っ張る文字列の張力になります。周回する物体の場合、重力は宇宙船を引っ張ります。まあ、あなたは巨大なボールと文字列を取り、それを周りに振る場合はどうなります。あなたがボールの中に人を入れた場合、その人は無重力でしょうか？いいえ。. 重力との違いは、宇宙船のすべての部分と人の体のすべての部分を引っ張ることです。あなたが巨大な円形の移動ボールにいた場合、ボールの壁はあなたを押さなければならないでしょう。たぶん、この図が役立ちます。,

しかし、あなたが実際に重力がゼロの場所（他の巨大な物体から遠く離れた場所のように）にいる場合はどうなりますか？この場合、体重があるように感じさせることができますか？はい。. これは本質的に軌道の場合とは反対です。宇宙船を9.8m/s2の大きさで加速させることができれば、あなたが地球上にいるように感じるでしょう。加速する一つの方法は、ロケットであろう。, ねこのきものの場合を取得しようとしているのかをもう一つのものですが、よりスピードアップ. しかし、あなたが本当にどこにも行きたくないが、それが地球上で行うように感じたい場合はどうなりますか？まあ、あなたは回転する宇宙船を作ることができます。円の中を（宇宙船の内側で）動くことによって、あなたは加速し、したがって正味の力を持つでしょう。ここに重力のない地域で回転する宇宙船の宇宙飛行士がいます。その宇宙飛行士の隣に、私はエレベーターに人の図を置きました。, これらの両方の場合において、床は同じ大きさの宇宙飛行士に押し上げる。これらの二人は本質的に同じことを感じるでしょう（しかし、宇宙飛行士の回転頭が実際に足とは異なって動いているので、かなりではありません）。

そして、ここでは映画2001からのショットです：そのような回転する宇宙船の中の人々を示す宇宙の旅。

ファイナルノート

はい。これはやり直し投稿です。, 私は2008年にこれについて書いたが、書式設定はあまり正しくなかった。これは私にそれを書き直す素晴らしい機会を与えます。

Good Mood