超重失重会怎么样?

举个例子,如果我们乘电梯上楼,在里面用秤称体重。这时人会受到垂直向下的重力和垂直向上的弹力。根据电梯速度的变化,磅秤上显示的重量,也就是表观重量是不同的。如果电梯匀速上升,磅秤上的表观重量就是人的实际重量,也就是真实重量;如果电梯加速,磅秤上的表观重量会超过人的实际重量,属于超重;如果电梯减速上升,磅秤上的表观重量会小于人的实际重量,这就是失重。同样,如果电梯匀速下降,加速减速,人会处于三种状态:实重、失重、超重。

一般来说,超重和失重是物体在垂直方向加速和减速时,支撑物受到的压力或悬挂物受到的拉力与重力不相等的现象。当加速度方向向上时,即加速度上升或下降时,发生超重;当加速方向向下,即减速或加速下降时,就出现了失重。

我们向天空扔了一块小石头。当小石头下落时,可近似视为自由落体。它的加速度大约是10m/s ^ 2,或者说每秒的速率变化是10。这叫重力加速度(一般用G表示),方向垂直向下。如果我们在重力加速度大小递减的电梯里称自己,秤上的表观重量为零(根据牛顿第二定律很容易计算),这就叫完全失重。这只是一个类比。事实上,任何电梯都不可能成为自由落体。但是,就像玩蹦极一样,如果你用一根结实有弹性的绳子绑住一个人的脚或腰,然后从几十米的高度像自由落体一样跳下去,你一定会尝到完全失重的滋味。

超重和失重在航天领域更为常见。火箭发射时加速度可达重力加速度的10倍,即10g,而导弹可达30g。为了防止超重造成的损坏,需要提前对飞船的各个部分进行加固。对于人来说,一般人对超重的承受能力是38g,飞行员因为训练的原因可以承受46g。对于超重的人来说,心脏受到的力相应增加,心脏的血液也超重。为了维持正常的血液循环,心脏的负担比平时大得多。心脏不好的人最好不要冒这样的风险。此外,当人超重时,会受到神经、代谢和内分泌活动紊乱的“超重生理反应”的困扰,严重时会因脑缺氧而导致记忆力下降。

当航天飞机在环绕地球的轨道上时,它将失重或完全失重,因为重力加速度将被用来部分或全部提供向心加速度。这让飞船里的宇航员的生活变得不同寻常:他们不会打鼾,因为失重,他们喉咙里的小舌头不会下垂,他们也不会因为呼吸带来的震动而打鼾。勺子里的汤并没有像预期的那样漂浮在空中,而是由于汤的表面张力附着在勺子上。人流汗时,汗不会往下滴,只会聚在一起,融化成一个大圆球。

失重无疑会给宇航员增加很多麻烦。稍微蓬松的衣服会膨胀起来,必须穿紧身衣;食物要先放进牙膏管里,再往嘴里挤;用带密封盖的专用吸管喝水;睡在特制的睡箱里,用绳子锁住;走路时穿带挂钩的鞋子,以便钩住网住的地面;洗头和洗澡显然更麻烦,所以成了很难得的享受。长期生活在重力场中的人,一旦失去重力,体液的流动就会受到失重的影响,血液循环、心脏系统、泌尿系统都会发生异常变化。长期在太空生活的人还会出现骨质疏松、肌肉萎缩、红细胞减少等症状,严重影响身体健康。