电梯里的运动规—律—超重与失重

3　电梯里的运动规—律—超重与失重

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当我们在坐电梯时，在上升或下降时总会有不太舒适的感觉，个别人还会出现头晕难受的症状，这是为什么呢？又是什么样的原理呢？其实这和我国的宇航员坐航天器是一个原理，就是超重和失重的产生。

只要物体相对于地球有竖直向上的加速度时，就会产生超重现象；反之则会产生失重现象，无论物体处于超重还是失重状态，地球作用于物体的重力始终存在，大小也没有发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化，看起来好像物体的质量有所增大或减小。

极限运动蹦极让人们在失重和超重状态下循环往复

从人造卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重现象。当人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器在加速上升阶段，其中的人和物体处于超重状态，他们对其下方物体的压力是其自身重力的几倍，而当航天器进入轨道后，其中的人和物体又处于完全失重状态，此时他们对其下方物将没有一点压力。物体在宇宙飞船中完全可以处于漂浮状态，而这在地球上是很难想象的事情。

中国第一颗人造卫星——“东方红一号”

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失重的应用

大家都知道失重对人类产生的不好影响，那么有没有什么好的作用呢？其实有很多好的作用，在人类对失重的研究后认识到：在失重条件下，融化了的金属的液滴，形状绝对呈球形，冷却后可以成为理想的滚珠，减少轴承磨损；玻璃纤维是现代光纤通信的主要部件，在地面上，不可能制造很长的玻璃纤维，因为没等到液态的玻璃丝凝固，由于它受到重力，将被拉成小段，而在太空的轨道上，将可以制造出几百米长的玻璃纤维；在太空的轨道上，可以制成一种新的泡沫材料——枣泡沫金属，在失重条件下，在液态的金属中通以气体，气泡将不“上浮”，也不“下沉”，均匀地分布在液态金属中，凝固后就成为泡沫金属，这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢，用它做机翼，又轻又结实；同样的道理，在失重条件下，混合物可以均匀地混合，由此可以制成地面上不能得到的特种合金。

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抗荷服

在我国载人飞船上天之前，宇航员在电视上都穿一身衣服，看起来特别的重，这是什么服装，它又有什么样的作用呢？这个叫作抗荷服，是宇航员穿的一种物理性防护措施，它可以防止超重作用期间由于惯性力和静水压力梯度引起血液流向下肢，增加静脉回流，增加心输出量，改善头部液供应。提高人对超重的耐力，抗荷服在长时间的抗加速度作用中特别有效。抗荷服常分囊式和管式两种：囊式抗荷服有5个气囊，其中有1个腹囊、2个大腿囊和2个小腿囊。在1.5～2.0重力加速度时开始向囊内充气，此类抗荷服可提高2个重力加速度左右的耐力。管式抗荷服是使用拉伸系数小的材料制成的紧身裤，裤子的两侧，有两个可充气的侧管，此管充气膨胀时，导压带将衣服面拉紧对肢体加压，此类抗荷服较为复杂。

宇宙中不只一个天体，众多天体的引力会形成一个引力场，物体在引力场中自由运动时有质量而不表现重量的一种状态，又称零重力。失重有时泛指零重力和微重力环境。绕地球飞行的载人飞船，天空中的人造卫星都是在一个微重力环境下的飘浮。

中国“神舟九号”载人飞船

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失重对人的不利影响

人们生活在地球上，每时每刻都受到地球重力的影响，经过很长时间的进化，人类都已经习惯了这个重力，可是当人进入太空后出现失重状态，人的生活和工作又有什么不同呢？又会对人的身体产生什么样的影响呢？首先由于失重的产生，物体将飘在空中，液滴绝对呈球形，气泡在液体中将不上浮，宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服，走路务必小心，稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”，食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中进入宇航员的眼睛、鼻孔。其次人体各部分特别是体内器官、内脏之间互相作用力消失，人耳中的前庭器官不再与周围的神经细胞接触而向中枢神经传输信号，从而丧失定向功能，前庭器官与人体主管呼吸、消化、循环、排泄、发汗等功能的植物神经系统有密切关系。所以，一旦前庭器官不起作用，身体内脏之间正常的相互作用消失，就会引起航天飞行员产生头晕、恶心、呕吐等症状。