Как найти среднее время падения груза - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Добавил:

Upload

Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Предмет:

Файл:

Скачиваний:

Добавлен:

28.05.2015

Размер:

1.08 Mб

Скачать

На маятник Обербека действует сила натяжения нити T . Действием силы трения пренебрегаем. Момент силы натяжения нити определяется по формуле:

где R – радиус шкива маятника Обербека.

Силу натяжения нити найдем из уравнения поступательного

движения груза на нити:
ma mg T ,	(3)
где m– масса груза, a – ускорение движения груза на нити,	g –
ускорение свободного падения. Отсюда сила натяжения нити:
T m g a .	(4)

Так как груз движется поступательно с постоянным ускорением без начальной скорости, то его ускорение рассчитывается по

формуле:
a	2h	,	(5)
t2

где h– расстояние, проходимое грузом за время t. В условиях задачи h– постоянная величина.

Так как нить, на которой подвешен груз, считается нерастяжимой и сматывается со шкива маятника Обербека без проскальзывания, то ускорение опускающегося груза a оказывается равным касательному ускорению a точек, лежащих на поверхности шкива маятника Обербека:

a a .

Соотношение, связывающее касательное ускорение a вращающегося тела и угловое ускорение тела:

a R .

Отсюда угловое ускорение маятника Обербека:

	a		2h	.
R
		Rt2

Подставляя формулы (2, 4, 5, 8) в уравнение (1) получим выражение для момента инерции маятника Обербека:

	2	gt2
I mR				(9)

		2h	1

Момент инерции тела – величина неизменная. Меняя начальные условия (массу груза на площадке, диаметр шкива) мы должны получить одинаковые значения момента инерции маятника Обербека. Справедливость этого утверждения, установленная опытным путем, может служить проверкой основного уравнения вращательного движения.

II. ПОРЯДОК РАБОТЫ

1. Расположить цилиндрические грузы на концах стержней маятника Обербека симметрично оси вращения.

2. Измерить штангенциркулем диаметр большого шкива d1. Записать

значение радиуса большого шкива R1 d1 . Оценить абсолютную

погрешность измерения радиуса R1 по прибору.

3.Намотать нить на шкив большого диаметра, расположив столик с грузом на высоте h от пола. Измерить высоту сантиметровой линейкой. Оценить абсолютную погрешность измерения высотыh по прибору.

4.Положить на площадку груз массы m1 . Записать значение массы

m1 и ее абсолютную погрешность m1 как погрешность постоянной величины.

5.Предоставив возможность грузу падать, по секундомеру определить время t1 падения груза. Время падения измерить 5 раз.

Вычислить среднее время падения груза: t i 1 . Оценить

абсолютную погрешность измерения времени t1 по секундомеру.

6.Вычислить значение момента инерции маятника Обербека I1 по формуле (9). Рассчитать по упрощенной формуле его абсолютную погрешность:

						m1	2	2 R1	2	g 2	2 t1	2	h 2
I		I
		m	R	g	t
	1		1							1	h
						1		1

и относительную погрешность:	I1	100%. Записать
I

	1
окончательный результат: I1 I1 I1	кг м2.

7. Измерить штангенциркулем диаметр малого шкива d2, Записать

значение радиуса малого шкива R	2	d2	. Оценить абсолютную

	2
погрешность измерения радиуса R2	по прибору.

8.Перебросить нить на малый шкив. Положить на площадку груз массой m2 . Записать значение массы m2 и ее абсолютную

погрешность m2 как погрешность постоянной величины.

9. По секундомеру определить время t2 опускания груза с высоты h.

		N
		t
Опыт повторить 5 раз. Вычислить среднее время: t		i
	i 1	.

2		N

Оценить абсолютную погрешность измерения времени t2 по секундомеру.

10.Вычислить значение момента инерции маятника Обербека I2 по формуле (9). Рассчитать по упрощенной формуле его абсолютную погрешность:

2 R2

g 2

2 t2

h 2

относительную

погрешность:

100%.

Записать

окончательный результат: I2 I2 I2 кг м2.

11.Сравнить моменты инерции маятника Обербека, вычисленные при различных начальных условиях. Сделать вывод о справедливости основного уравнения вращательного движения.

III.ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Какое движение называется вращательным движением?

2.Записать основное уравнение динамики вращательного движения. Пояснить входящие в него величины и их единицы измерения.

3.Что называется моментом инерции тела? Записать формулу, единицу измерения.

4.Что называется моментом силы относительно оси вращения? Записать формулу, единицу измерения. Пояснить входящие в формулу величины.

5.Что называется вращающим моментом тела? Какая сила приводит тело к вращению?

6.Дать определение угловой скорости. Записать формулу, единицу измерения. Пояснить входящие в формулу величины. Изобразить на рисунке вектор угловой скорости тела.

7.Дать определение углового ускорения. Записать формулу, единицу измерения. Пояснить входящие в формулу величины. Изобразить на рисунке вектор углового ускорения тела.

8.Записать связь углового ускорения тела с касательным ускорением точек тела.

9.Записать связь угловой скорости с линейной скоростью.

10.Записать закон поступательного движения опускающегося груза.

IV СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

1.Титульный лист.

2.Цель работы.

3.Приборы и принадлежности.

4.Расчётные формулы:

момент инерции маятника Обербека: I

5. Измерения:

высота:

радиус большого шкива:R

радиус малого шкива:

масса первого груза:

m =

масса второго груза:

время опускания груза t1 :

№

t1 ,c

время опускания груза t2 :

№

t2 ,c

6. Расчет моментов инерции маятника Обербека:

100%=

Окончательный результат: I1

100%=

Окончательный результат: I2 =

7.Сравнение I1 и I2 .

8.Выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № М7

ИЗМЕРЕНИЕ МОМЕНТА СИЛ ТРЕНИЯ В ОСИ БЛОКА МАШИНЫ АТВУДА

Цель работы: изучить вращательное движение; измерить момент сил трения в оси блока машины Атвуда.

Приборы и принадлежности: машина Атвуда, секундомер,

набор перегрузов известной массы.

I. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ

Машина Атвуда (рис.1) состоит из вертикальной линейки 10 с сантиметровыми делениями, на верхнем конце которой находится легкий блок 7 известной массы, вращающийся с небольшим трением. Через блок перекинута легкая нить 5 с грузами 4, 9 одинаковой массы. Нить пропущена между якорем и сердечником электромагнита 6. С машиной Атвуда соединен электрический секундомер 2. Он имеет тумблер 3, который может находиться в двух положениях: «секундомер» или «магнит», и рычаг сброса показаний секундомера 1.

Рис.1. Схема установки: 1 – рычаг сброса; 2 – секундомер; 3 – тумблер; 4 – груз; 5 – нить; 6 – электромагнит; 7 – блок; 8 – перегруз; 9 – груз; 10 – сантиметровая линейка; 11 – приемный столик; 12 – кнопка.

Когда на секундомере тумблер 3 находится в положении «магнит», якорь электромагнита притягивается к сердечнику,

зажимает нить, и грузы надежно фиксируются в требуемом положении.

Если на груз 9 положить перегруз 8 и перевести тумблер 3 в положение «секундомер», то система скрепленных грузов начнет двигаться равноускоренно. При касании грузом 9 приемного столика 11 с кнопкой 12 отключается электрическая система секундомера 2, и он показывает время движения груза.

Рис.2. Изображение сил, действующих на тела механической системы.

Блок машины Атвуда совершает вращательное движение. Основное уравнение динамики вращательного движения тела:

I M , (1)

где I – момент инерции тела; – его угловое ускорение; М – суммарный момент сил, приложенных к телу.

На блок машины Атвуда действуют силы натяжения нити T1 и

T2 , и силы трения. Тогда для блока закон вращательного движения имеет вид:

I T2 R T1R Mтр ,	(2)
где I – момент инерции блока; R – его радиус; Mтр	– момент сил

трения в оси блока.

Рассмотрим поступательное движение грузов 4 и 9. Грузы будут двигаться равноускоренно под действием приложенных к ним сил.

Так как нить, которой скреплены грузы, нерастяжима, то ускорения грузов: a1 a2 a .

Запишем систему уравнений, описывающих движение скрепленных грузов, в проекциях на ось Х:

		ma mg T3 ,				(3)

		(m m1 )a (m m1 )g T4 .
где т – масса грузов 4 и 9; т1 – масса перегруза 8;	a – ускорение
грузов;	mg – сила тяжести и T3 – сила натяжения нити, приложенные
к грузу	4;(m m1 )g	– сила тяжести	и T4	– сила	натяжения нити,
приложенные к грузу 9 с перегрузом 8.
По третьему закону Ньютона: T1	T3	и T2 T4 .	Учитывая это,
запишем систему уравнений (3) в виде:
		ma mg T1 ,				(4)

		(m m1 )a (m m1 )g T2 .
Вычтем одно уравнение из другого и выразим разность сил
натяжения (T2 T1 ):	T2 T1 m1g (2m m1 )a .
			(5)
Подставим выражение (5) в уравнение (2):
		I [m1g (2m m1 )a]R Mтр .	(6)
Если нить	нерастяжима и	движется	по	блоку без

проскальзывания, то ускорение опускающегося груза равно

тангенциальному ускорению точек на ободе блока:

a a

. Из

соотношения,

связывающего тангенциальное

ускорение

точек

вращающегося тела и угловое ускорение тела:

R , выразим

угловое

ускорение блока

машины

Атвуда:

и подставим в

формулу (6).

После преобразований получим:

Mтр

a 2m m

m g

(7)

В этом уравнении массой перегруза можно пренебречь, так как

. Тогда уравнение (7) будет иметь вид:

		I		Mтр	.
a	2m			m g		(8)
R2	R
			1

Так как величины Мтр, m, I, R не изменяются в условиях эксперимента, то ускорение опускающегося груза линейно зависит от значения m1g. Если построить график этой зависимости: a=f(m1g), то отрезок, отсекаемый на оси абсцисс продолжением графика, даст

числовое значение величины: Mтр . Обозначим ее через С.

Зная величину С и радиус блока R, можно найти момент силы трения в оси блока машины Атвуда:

	Mтр CR.	(9)
Ускорение грузов, двигающихся равноускоренно рассчитаем по
формуле:	a	2h	,	(10)

		t2

где t – время, за которое груз 9 пройдет расстояние h.

II.ПОРЯДОК РАБОТЫ

1.Записать значение радиуса R блока машины Атвуда (указано на установке). Оценить абсолютную погрешность радиуса ∆R как погрешность постоянной величины.

2.Установить столик 11 на расстоянии h от нулевого деления шкалы. Определить абсолютную погрешность измерения высоты h по прибору.

3.На груз 9 положить перегруз массой т1. Установить груз с перегрузом у нулевого деления шкалы и зафиксировать это положение путем переключения тумблера 3 в положение “магнит”. Посредством рычага 1 установить стрелку секундомера на нулевое деление.

4.Измерить время падения груза. Для этого нажать кнопку 12 и перевести тумблер 3 в положение “секундомер”. При достижении грузом 9 столика 11 секундомер отключится. Записать его показания.

5.Увеличить массу перегруза. Записать новое значение массы перегруза т1 и вновь измерить время падения.

6.Пункт повторить 8 раз.

7.Рассчитать ускорение грузов, используя формулу (10).

8.Построить график зависимости: a=f(m1g).

9.Определить по графику величину С (отрезок, отсекаемый на оси абсцисс продолжением графика). Определить абсолютную

погрешность ∆С по графику.

10. Рассчитать момент силы трения по формуле (9). Оценить его

абсолютную погрешность: Mтр M			C 2		R 2
тр

				C		R
и относительную погрешность:		Mтр		∙100%.	Записать
	Мтр

окончательный результат: Mтр ( Mтр Mтр ) Н∙м.

III.ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Какое движение называется вращательным?

2.Сформулировать и записать уравнение динамики вращательного движения.

3.Дать определение момента силы относительно оси. Записать формулу, единицу измерения.

4.Дать определение момента силы относительно неподвижной точки. Записать формулу, единицу измерения. Изобразить на рисунке вектор момента силы.

5.Что называется моментом инерции тела относительно оси? От чего зависит момент инерции? Записать единицу измерения этой величины.

6.Как определяется момент инерции тела относительно произвольной оси? Записать и сформулировать теорему Штейнера.

7.Что называется моментом импульса тела относительно неподвижной точки? Написать формулу, единицу измерения. Изобразить на рисунке вектор момента импульса.

8.Что называется моментом импульса тела относительно оси? Написать формулу, единицу измерения.

9.Записать и сформулировать закон сохранения момента импульса.

10.Дать определение кинетической энергии вращения. Записать формулу, единицу измерения.

IV. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Титульный лист.

2.Цель работы.

3.Приборы и принадлежности.

4.Расчетные формулы:

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Скорость, время и высота свободного падения

Главная
/
Физика
/
Скорость, время и высота свободного падения

Чтобы посчитать скорость свободного падения, а также время или расстояние (высоту) свободного падения, воспользуйтесь нашим очень удобным онлайн калькулятором:

Онлайн калькулятор

Скорость свободного падения

Если известно время падения

Ускорение свободного падения g =
Время падения

t =

Расстояние h =

Скорость свободного падения

V =

Округление ответа:

Если известно расстояние (высота падения)

Ускорение свободного падения g =
Расстояние h =

Время падения

t =

Скорость свободного падения

V =

Округление ответа:

Расстояние и время свободного падения

Ускорение свободного падения g =
Скорость свободного падения

V =/

Расстояние h =

Время падения

t =

Округление ответа:

Просто введите данные, и получите ответ.

Стоит обратить внимание, на то, что данный калькулятор не учитывает сопротивление воздуха (атмосферы) и других сил способных повлиять на скорость падения тела, кроме силы тяжести.

Теория

Ускорение свободного падения

Ускорение свободного падения (g) – ускорение, которое придаёт падающему телу сила тяжести. У каждого небесного тела своё значение ускорения свободного падения, например, у планеты Земля оно составляет g = 9,80665 м/с².

Для небесных тел солнечной системы ускорение свободного падения имеет следующие значения:

Земля – 9,80665 м/с²
Луна – 1,62 м/с²
Меркурий – 3,7 м/с²
Венера – 8,87 м/с²
Марс – 3,711 м/с²
Сатурн – 10,44 м/с²
Юпитер – 24,79 м/с²
Нептун – 11,15 м/с²
Уран – 8,87 м/с²
Плутон – 0,617 м/с²
Ио – 1,796 м/с²
Европа – 1,315 м/с²
Ганимед – 1,428 м/с²
Каллисто – 1,235 м/с²
Солнце – 274,0 м/с²

Как найти скорость свободного падения

Скорость свободного падения V можно рассчитать, зная расстояние (высоту) падения h или время падения t.

Зная время падения:

Формула

V = g⋅t

Пример

Для примера, рассчитаем с какой скоростью врежется в землю монета, брошенная из окна небоскрёба, если известно, что она упала за 5 секунд:

V = 9.8 ⋅ 5 = 49 м/с

Монетка ударилась об землю на скорости 49 м/с

Зная высоту падения:

Формула

V = √2⋅h⋅g

Пример

Для примера, определим скорость при ударе об землю ядра скинутого с 100 метровой вышки:

V = √2 ⋅ 100 ⋅ 9.8 = √1960 ≈ 44 м/с

Ядро ударится об землю на скорости 44 м/с

Время свободного падения

Время свободного падения – время, которое потребуется телу для того чтоб упасть на землю под действием силы тяжести. Чтобы рассчитать время свободного падения t необходимо знать высоту падения h или скорость в конце падения V.

Зная высоту падения:

Формула

t = √^2h⁄_g

Пример

Посчитаем чему будет равно время свободного падения t тела упавшего с высоты h = 100 метров:

t = √^2⋅100⁄_9.8 = √20.4 ≈ 4.5 с

Время свободного падения данного тела составит 4.5 секунды.

Зная скорость в конце падения:

Формула

t = ^V⁄_g

Пример

Если тело после падения ударилось об землю со скоростью V = 50 м/с, то сколько секунд оно падало?

t = 50 ÷ 9.8 = 5.1 с

Время падения данного тела составило 5.1 секунды.

Высота свободного падения

Высота падения – высота с которой сбросили тело, численно равная расстоянию, которое пролетает тело за время падения. Чтобы рассчитать высоту падения h необходимо знать время падения t или скорость в конце падения V.

Зная время падения:

Формула

h = ^gt²⁄₂

Пример

Для примера определим с какой высоты сбросили тело, если известно, что время его падения составило t = 5с:

h = 9.8 ⋅ 5² ÷ 2 = 122.5 м

Тело сбросили с высоты в 122.5 метров.

Зная скорость в конце падения:

Формула

h = ^V²⁄_2g

Пример

Если тело после падения ударилось об землю со скоростью V = 60 м/с, то с какой высоты оно упало?

h = 60² ÷ 2⋅9.8 = 3600 ÷ 19.6 = 183.67 м

Тело упало с высоты в 183.67 метра.

См. также

Источник

Как найти время падения тела

Если пренебречь сопротивлением воздуха, время падения тела не зависит от его массы. Оно определяется только высотой и ускорением свободного падения. Если сбросить с одинаковой высоты два тела разной массы, упадут они одновременно.

Вам понадобится

– калькулятор.

Инструкция

Высоту, с которой падает тело, переведите в единицы системы СИ – метры. Ускорение свободного падение дано в справочнике уже переведенным в единицы этой системы – метры, деленные на секунды в квадрате. Для Земли на средней полосе оно составляет 9,81 м/с². В условиях некоторых задач указаны другие планеты, например, Луна (1,62 м/с²), Марс (3,86 м/с²). Когда обе исходные величины заданы в единицах системы СИ, результат получится в единицах той же системы – секундах. А если в условии указана масса тела, игнорируйте ее. Это информация здесь лишняя, ее могут привести для того, чтобы проверить, насколько хорошо вы знаете физику.

Для вычисления времени падения тела умножьте высоту на два, поделите на ускорение свободного падения, а затем из результата извлеките квадратный корень:

t=√(2h/g), где t – время, с; h – высота, м; g – ускорение свободного падения, м/с².

Задача может требовать найти дополнительные данные, например, о том, какова была скорость тела в момент касания земли или на определенной высоте от нее. В общем случае скорость вычисляйте так:

v=√(2g(h-y))

Здесь введены новые переменные: v – скорость, м/с и y – высота, где требуется узнать скорость падения тела, м. Понятно, что при h=y (то есть, в начальный момент падения) скорость равна нулю, а при y=0 (в момент касания земли, перед самой остановкой тела) формулу можно упростить:

v=√(2gh)

После того, как касание земли уже произошло, и тело остановилось, скорость его падения снова равна нулю (если, конечно, оно не спружинило и не подпрыгнуло снова).

Для уменьшения силы удара после окончания свободного падения применяют парашюты. Вначале падение является свободным и происходит в соответствии с приведенными выше уравнениями. Затем парашют раскрывается, и происходит плавное замедление за счет сопротивления воздуха, которым теперь пренебрегать нельзя. Закономерности, описываемые приведенными выше уравнениями, больше не действуют, и дальнейшее уменьшение высоты происходит медленно.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Источник

Random converter

Калькуляторы
Механика

Калькулятор скорости, времени и расстояния при свободном падении

Scheme

График зависимости скорости v (м/с) и расстояния h (м) от времени t (с) падения свободно падающего тела при нулевом сопротивлении воздуха

Этот калькулятор определяет скорость и время свободного вертикального падения тела на поверхность Земли или другой планеты, если известна высота, с которой сброшено тело. Сопротивление воздуха не учитывается. Калькулятор может также рассчитать высоту и время падения, если известна скорость, или скорость и высоту, если известно время.

Пример: Рассчитать скорость при ударе об землю тела, сброшенного с высоты 1000 м.

Ускорение свободного падения

или Планета

Высота

Время падения

t с

Скорость

Поделиться ссылкой на этот калькулятор, включая входные параметры

Для расчета введите ускорение свободного падения g или выберите планету и введите одну из трех величин h, t or v в соответствующие поля, выберите британские или метрические единицы и нажмите на кнопку Рассчитать. Будут рассчитаны две другие единицы.

Внутри спускаемого аппарата Союз ТМА-19М в экспозиции Музея науки в Лондоне

Определения и формулы

В классической механике состояние объекта, который свободно движется в гравитационном поле, называется свободным падением. Если объект падает в атмосфере, на него действует дополнительная сила сопротивления и его движение зависит не только от гравитационного ускорения, но и от его массы, поперечного сечения и других факторов. Однако на тело, падающее в вакууме, действует только одна сила, а именно сила тяжести.

Примерами свободного падения являются космические корабли и спутники на околоземной орбите, потому что на них действует единственная сила — земное притяжение. Планеты, вращающиеся вокруг Солнца, также находятся в свободном падении. Предметы, падающие на землю с небольшой скоростью, также могут считаться свободно падающими, так как в этом случае сопротивление воздуха незначительно и им можно пренебречь. Если единственной силой, действующей на предметы, является сила тяжести, а сопротивление воздуха отсутствует, ускорение одинаково для всех предметов и равно ускорению свободного падения на поверхности Земли 9,8 метров в секунду за секунду second (м/с²) или 32,2 фута в секунду за секунду (фут/ с²). На поверхности других астрономических тел ускорение свободного падения будет другим.

Командный модуль Аполлона-14 в Космическом центре им. Кеннеди, Флорида

Парашютисты, конечно, говорят, что перед раскрытием парашюта они в свободном падении, но на самом деле в свободном падении парашютист не может быть никогда, даже если парашют еще не раскрыт. Да, на парашютиста в «свободном падении» действует сила притяжения, но на него также действует противоположная сила — сопротивление воздуха, причем сила сопротивления воздуха лишь слегка меньше силы земного притяжения.

Если бы не было сопротивления воздуха, скорость тела, находящегося в свободном падении, каждую секунду увеличивалась бы на 9,8 м/с.

Скорость и расстояние свободно падающего тела вычисляется так:

Formula

где

v₀ — начальная скорость (м/с).

v — конечная вертикальная скорость (м/с).

h₀ — начальная высота (м).

h — высота падения (м).

t — время падения (с).

g — ускорение свободного падения (9,81 м/с² у поверхности Земли).

Если v₀=0 и h₀=0, имеем:

если известно время свободного падения:

Formula

если известно расстояние свободного падения:

Formula

если известна конечная скорость свободного падения:

Formula

Эти формулы и используются в данном калькуляторе свободного падения.

В свободном падении, когда нет силы для поддержания тела, возникает невесомость. Невесомость — это отсутствие внешних сил, действующих на тело со стороны пола, стула, стола и других окружающих предметов. Иными словами — сил реакции опоры. Обычно эти силы действуют в направлении, перпендикулярном поверхности соприкосновения с опорой, и чаще всего вертикально вверх. Невесомость можно сравнить с плаванием в воде, но так, что кожа воду не ощущает. Все знают это ощущение собственного веса, кода выходишь на берег после долгого купания в море. Именно поэтому для имитации невесомости при тренировках космонавтов и астронавтов используются бассейны с водой.

Само по себе гравитационное поле не может создать давление на ваше тело. Поэтому если вы находитесь в состоянии свободного падения в большом объекте (например, в самолете), который также находится в этом состоянии, на ваше тело не действуют никакие внешние силы взаимодействия тела с опорой и возникает ощущение невесомости, почти такое же, как и в воде.

Самолет для тренировок в условиях невесомости предназначен для создания кратковременной невесомости с целью тренировки космонавтов и астронавтов, а также для выполнения различных экспериментов. Такие самолеты использовались и в настоящее время эксплуатируются в нескольких странах. В течение коротких периодов времени, которые длятся около 25 секунд в течение каждой минуты полета самолет находится в состоянии невесомости, то есть для находящихся в нем людей отсутствует реакция опоры.

Для имитации невесомости использовались различные самолеты: в СССР и в Росси для этого с 1961 года использовались модифицированные серийные самолеты Ту-104АК, Ту-134ЛК, Ту-154МЛК и Ил-76МДК. В США астронавты тренировались с 1959 г. на модифицированных AJ-2, C-131, KC-135 и Boeing 727-200. В Европе Национальным центром космических исследований (CNES, Франция) для тренировок в невесомости используют самолет Airbus A310. Модификация заключается в доработке топливной, гидравлической и некоторых других систем с целью обеспечения их нормальной работы в условиях кратковременной невесомости, а также усиления крыльев для того чтобы самолет мог выдерживать повышенные ускорения (до 2G).

Несмотря на то, что иногда при описании условий свободного падения во время космического полета на орбите вокруг Земли говорят об отсутствии гравитации, конечно сила тяжести присутствует в любом космическом аппарате. Что отсутствует, так это вес, то есть сила реакции опоры на объекты, находящиеся в космическом корабле, которые движутся в пространстве с одинаковым ускорением свободного падения, которое только немного меньше, чем на Земле. Например, на околоземной орбите высотой 350 км, на которой Международная космическая станция (МКС) летает вокруг Земли, гравитационное ускорение составляет 8,8 м/с², что всего на 10% меньше, чем на поверхности Земли.

Для описания реального ускорения объекта (обычно летательного аппарата) относительно ускорения свободного падения на поверхности Земли обычно используют особый термин — перегрузка. Если вы лежите, сидите или стоите на земле, на ваше тело действует перегрузка в 1 g (то есть ее нет). Если же вы находитесь в самолете на взлете, вы испытываете перегрузку примерно в 1,5 g. Если тот же самолет выполняет координированный поворот с малым радиусом, то пассажиры, возможно, испытают перегрузку до 2 g, означающую, что их вес удвоился.

Манекен в костюме военного пилота и кислородной маске в Канадском музее авиации и космоса

Люди привыкли жить в условиях отсутствия перегрузок (1 g), поэтому любая перегрузка сильно влияет на человеческий организм. Как и в самолетах-лабораториях для создания невесомости, в которых все системы, работающие с жидкостями, должны быть модифицированы для того, чтобы они правильно работали в условиях нулевой (невесомость) и даже отрицательной перегрузки, люди также нуждаются в помощи и аналогичной «модификации», чтобы выжить в таких условиях. Нетренированный человек может потерять сознание при перегрузке 3–5 g (в зависимости от направления действия перегрузки), так как такая перегрузка достаточна для того, чтоб лишить мозг кислорода, потому что сердце не может подать в него достаточно крови. В связи с этим военные пилоты и космонавты тренируются на центрифугах в условиях высоких перегрузок, чтобы предотвратить потерю сознания при них. Для предотвращения кратковременной потери зрения и сознания, которые, по условиям работы, могут оказаться фатальными, пилоты, космонавты и астронавты надевают высотно-компенсирующие костюмы, который ограничивает отток крови от мозга во время перегрузок путем обеспечения равномерного давления на всю поверхность тела человека.

Механика

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.com на YouTube

Источник

1. Формулы скорости, высоты, времени в условиях свободного падения при начальной скорости равной нулю