В природе
Вакуум
Полет
Научная мысль
Создание состояния искусственной невесомости
В начальный момент свободного падения в атмосфере, когда сопротивление воздуха ещё невелико, человек может ощутить состояние невесомости, но это не будет состоянием невесомости в классическом понимании.
На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолета по такой траектории, по которой летел бы самолёт под воздействием одной лишь силы земного притяжения. Эта траектория при небольших скоростях движения получается параболой. Данное обстоятельство используется, например, при тренировке космонавтов: самолёт с космонавтами набирает большую высоту и пикирует, находясь в течение нескольких десятков секунд в состоянии свободного падении; космонавты и экипаж самолёта при этом испытывают состояние невесомости.
Это интересно!
- Только на полюсах Земли тела падают строго по вертикали. Во всех остальных точках планеты траектория свободно падающего тела отклоняется к востоку за счет силы, возникающей во вращающихся системах, то есть сказывается влияние вращения Земли вокруг своей оси.
- Легенда гласит, что Галилео Галилей взял прозрачную трубку, поместил туда дробинку и перо и выкачал оттуда воздух. Оказалось, что находясь в такой трубке, оба тела падали вниз одновременно. Дело в том, что каждое тело, находящееся в поле притяжения Земли, испытывает одно и то же ускорение свободного падения (в среднем ~9,8 м/с²), независимо от его массы. И даже в идеальных условиях дробинка в трубке упадёт на ничтожное количество наносекунд раньше опять же из за того, что её масса ничтожно (по сравнению с массой Земли) отличается от массы пера. Дело в том, что в Законе всемирного тяготения, описывающем силу парного притяжения массивных тел, фигурируют обе массы. То есть для каждой пары таких тел результирующая сила (а значит, и ускорение) будет зависеть от массы «падающего» тела. Однако вклад дробинки в эту силу будет ничтожным, то есть и разница между значениями ускорений для дробинки и пера будет очень мала. Если, например, вести речь о «падении» двух шаров в половину и в четверть массы Земли соответственно, то первый «упадёт» заметно раньше второго. Правда, о «падении» тут говорить сложно – такая масса заметно сместит и саму Землю. Кстати, когда дробинка или, скажем, камень падает на Землю, то по Закону всемирного тяготения не только камень преодолевает расстояние до Земли, но и Земля в этот момент на ничтожно малое расстояние приближается к камню.
- Все мы в той или иной степени испытали когда-нибудь в своей жизни кратковременное ощущение состояния невесомости. Например, на аттракционах в парках, когда переваливали через вершину подъема. В поле земного тяготения ощущение невесомости можно испытать только во время свободного падения или создав на очень короткий промежуток времени силу, противодействующую силе земного притяжения.
- В штате Огайо (США) находится самая большая вакуумная камера Space Power Facility НАСА. Колоссальная алюминиевая конструкция достигает 30,5 м в диаметре и 37,2 м в высоту, а объём её – 22 653 м3. В 2014 году физик Брайан Кокс провел в этой камере эксперимент с падением бильярдного шара и пера в вакууме и получил тот же результат, что и Галилео Галилей – оба предмета упали на пол одновременно.