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太空失重是否意味着人们身上的引力消失了?

2021-01-13 13:22:59    来源:量子旅行者

你知道失重和超重的含义吗?生活中你经历过失重或超重状态吗?当事物处于失重状态时,是否意味着它身上的引力消失了?

在物理课堂上,我们都学习过,物体在引力场中自由运动时拥有两种质量状态,一种是失重,另一种是超重。失重指的是物体所受支持力小于其重力,从另一个角度来看,也可将失重理解为物体实际质量小于其原本质量,失重现象多出现在星球轨道上或太空中。

与失重相对的是超重,它指的是物体重力小于其受到的支持力。换句话来说即是物体实际质量大于它原本质量,超重现象多出现在航天器内或深海之中。一般来说,当物体在向上方向做加速运动或者在向下方向做减速运动,它都很可能处于超重状态。

从物理定义的角度来看,大家或许觉得失重和超重都很陌生,我们似乎没有与失重或超重相关的经历。但实际上,失重和超重与我们的生活息息相关。结合生活场景来看,坐电梯时,当电梯从静止转变为向上运动,我们常会感觉身体往下沉,这便是超重的感觉;当电梯往下降时,我们感觉身体重量轻,有种飘飘然的感觉,这便是失重感觉。另外,在乘坐过山车时,我们其实也感受过失重。

说到这,不知大家是否有疑问,当处于失重状态时,事物的重量变轻了,这是否意味着事物的引力被偷走了?答案是否定的,太空没必要偷走物体的引力,同时它也没有能力偷走。引力属于长程力,它不会轻易消失,别说是去到距地球几十或几百公里的太空,哪怕去到宇宙边缘,地球对物体依然存在,只不过引力小得可以忽略不计,因为它无法对物体产生任何影响。所以,物体去到太空会失重与引力无关,引力表示我不背这个锅。

同理,当在近地轨道运动时,物体同样可能处于失重状态,这同样不代表物体失去了引力。实际上,为帮助物体更好更平稳地运动,地球对物体的引力已悄然转变成支持物体运动的向心力,引力没有消失,它只是换了一个身份陪伴在物体身边。联系实际生活,这好比花钱购物时,钱没有消失,而是换了一种形式陪伴在我们身边,我们不能仅根据账户余额来判断金钱是否减少。天体亦是同理,我们不能只根据它们处在某环境某状态下的质量来判断它是否还拥有引力,引力一直都在,从未离开。

当在近地轨道上运动时,引力会转变为向心力,而若你突然想停下,想重新将向心力转回引力,这时,因停止运动,向心加速度消失,扑面而来的重力加速度会粗暴地将你带到地球母亲的怀抱,你将能深刻感受到重力(引力)的威力。

所以,你所能感受到的重量并不是来自于引力,重量的大小变化与引力变化没有直接关系,事物重量增大不能说明它所受到的引力增大,事物重量减少或者消失也不能认为它原本拥有的引力消失了。既然事物重量与其引力无必然关系,那引力大小主要受什么影响呢?它什么时候会消失?

通过观察太空现象我们不难发现,距离是非常重要的影响因素,著名物理学家牛顿曾列出相关公式,表明物体所受引力会因物体与引力中心间的距离而变化物体离引力中心越远,它受到的引力越弱,反之,越强。至于引力消失,其实,引力不会凭空产生也不会凭空消失,不过,方引力小于一定值时,我们可近似将它看作0。看到此,你有什么想法与感受?

关键词: 太空失重

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