產生原因
產生失重狀態是一種感覺,因為人身體長期受到重力,所以你的心臟、感覺細胞等已經習慣了這樣的狀態。
就拿心臟具體說吧:血液在地球上有重力,所以你的心臟需要一定的壓力才能把血液輸送到大腦,因為輸送到大腦需要的壓力最大(蹲下,突然站起感覺頭暈就是突然心臟壓力變化,血液輸送不到大腦的原因),但是當你突然不受重力的時候,你的心臟同樣在以一定的壓力輸送血液,這時血液到達大腦後你的腦部血管必然感覺到壓力比平時大。所以玩耍的時候,失重狀態最不適應的是大腦和心臟。
在地球上可以模擬失重狀態,簡單說就是受力平衡時就可能表現為失重;仔細分析後發現僅僅受力平衡並不能讓你有失重狀態。
定義
物體對支持物的支持力小於物體所受重力的現象叫失重。也就是視重小於實際重力,當近地物體的加速度向下時,其實際視重小於實際重力。我們就稱其處於失重狀態 當物體以加速度g向下加速運動時(自由落體)我們叫它完全失重狀態。
失重並不是失去重量了,物體對支持物的壓力小於物體所受重力的現象. 完全失重狀態並不是失去了體重,而是外界物體對你的支持力為零,並且不僅在太空中,在某些特殊狀況下(在急速下降的物體中)也可以。
拿起一個裝滿水的杯子,將杯口朝下,水卻不流出來;突然一鬆手,杯子並沒有往下掉,而是穩穩的停在半空中……
特徵
完全失重的定量分析:
當a=g時,支持力為N,由牛頓第二定律知:
mg-N=ma=mg
所以N=0
由牛頓第三定律可知,物體對支持物的壓力為0
完全失重是物體的視重為零。也就是說,在物體自由落體的時候,如果你去稱它的重量的話是0。即是,視重為0,其原因也是物體具有向下的加速度,而且其全部重力都提供了物體向下的加速度,衛星中的物體與衛星做同樣的圓周運動,重力(萬有引力)充當向心力,這時,物體在衛星中就好像沒有重力一樣(實際上重力還在),不需要支持物提供支持力就可以相對衛星靜止(視重為0)。
分析如下:比如讓你受力平衡,讓你懸浮在水中時,外力作用在你身體表面,形成一種擠壓力來平衡重力(但是重力是作用在可以說你身體的每一個有質量的原子部分),你的心臟,血液的壓力跟在地面沒有變化,所以也不能感覺到失重。懸浮的感覺就是胸口悶,就是水壓力作用在身體表面的擠壓。
理想狀態
1、那就是給你的每個細胞帶電(這個好像根據高中物理電學原理,似乎做不到,因為電荷會分布到表麵皮膚),然後用電場讓你平衡重力。
2、模擬一個重力場,平衡地球引力。
總之來說,必須要你身體的每個細胞、甚至原子受跟引力平衡的力;而且象重力場一樣的某種場力。直接接觸作用的力,都會讓你有擠壓的感覺,模擬不出來那種感覺。
失重狀態現象
人在太空飛行時處於失重狀態。在失重狀態下出現的第一位問題就是太空暈動症,每兩名太空人中就有一人患此症,表現為面色蒼白、出冷汗、嘔吐,像暈船一樣。其次心血管系統也有變化。
學者們對失重狀態下心臟及血液循環系統機能低下問題比較感興趣。在失重時物體沒有重量,身體內的血液及其它體液就會湧向頭部和胸部,與在地面時相比增加了2升,結果太空人的頭、頸部明顯腫脹,心臟的搏出量也增加,疲勞過度、很快就會心力衰竭。但也有人認為,由於血液湧向上部,心臟體積將縮小10%,並且到達地面後一年才能復原。
除此以外,太空人血液中的紅血球將減少15%,這種減少的高峰大概持續40天,之後緩解,3 個月恢復正常,因而這種變化還屬於對宇宙空間的適應性。但另外還有一類不屬於適應性的範疇,其中最危險的就是體內鈣的減少。