Невесомость на орбите
Невесомость на орбите возникает потому, что космический корабль и находящиеся в нём космонавты непрерывно падают к Земле, но из-за большой горизонтальной скорости всё время «промахиваются» мимо её поверхности. При этом опора не давит на космонавта, поэтому он не ощущает своего веса.
Орбитальный полёт — это особый случай свободного падения. Сила тяжести сообщает кораблю и космонавту почти одинаковое ускорение, направленное к центру Земли. Расстояние между ними не меняется, поэтому космонавт не падает на пол относительно корабля. Пол и другие предметы также падают вместе с ним и не оказывают обычной силы реакции опоры.
Здесь \(P\) — вес тела, то есть сила, с которой тело действует на опору или подвес, а \(N\) — сила реакции опоры. Сила тяжести при этом не равна нулю: именно она изменяет направление скорости и удерживает аппарат на орбите. Если скорость достаточно велика, траектория становится замкнутой.
Космонавт отпускает карандаш внутри орбитальной станции. Карандаш не падает на пол, потому что и космонавт, и карандаш движутся с одинаковым ускорением свободного падения. Поэтому расстояние между ними почти сохраняется, и карандаш кажется неподвижным или медленно перемещается.
Невесомость — не отсутствие силы тяжести. Отсутствие веса означает отсутствие давления на опору. Перегрузка в лифте — соседнее явление: при ускоренном движении опора давит на человека сильнее или слабее обычного, поэтому ощущаемый вес изменяется.
Почему космонавт на орбите испытывает невесомость?
Главное
- На орбите корабль и космонавты находятся в состоянии непрерывного свободного падения.
- Сила тяжести не исчезает: она искривляет траекторию и удерживает корабль около Земли.
- Невесомость означает практически нулевую силу давления на опору, а не отсутствие гравитации.