女航天员太空授课演示水膜变水球 如变魔术(图)

发布时间:2019-06-18 15:21:04 来源:ky棋牌-ky棋牌平台-ky棋牌官网点击:14

  ? 神十航天员太空授课如变魔术

  为我国载人航天史上首次,王亚平演示水膜变水球

  据新华社6月20日电?“大家好!我是王亚平,本次授课由我主讲。”当神舟十号女航天员王亚平从距离地球300多公里的太空中传来熟悉的问候时,作为太空授课的“地面课堂”中国人大附中报告厅里发出热烈掌声。中国首次太空授课活动20日上午成功举行。

  在天宫一号实验舱里,指令长聂海胜当起了“助教”,负责配合“主讲”管理教具,维护课堂秩序。航天员张晓光担任摄像师,他先用束缚带把自己固定在舱壁上,再用手持摄像机保持长时间稳定拍摄,才能把精彩图像传回地面课堂。

  在大约40分钟的授课中,航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等基础物理实验,展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。

  在聂海胜演示失重环境下的“悬空打坐”、“大力神功”后,王亚平开始了第一个演示实验太空中如何称重。

  王老师的讲解风趣也让课堂笑声不断。“如果诗仙李白在天宫里生活,大概就写不出“飞流直下三千尺”的名句了,因为,在太空失重环境,水是不会自己流出来的。”

  当天,全国8万余所中学6000余万名师生通过电视直播同步收看。

  这也是全球第二次太空授课,美国航天员芭芭拉·摩根于2007年8月14日进行了全球首次太空授课。

  至此,神十航天员已在轨飞行接近9天。

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  10:17:36

  太空称重牛顿第二定律

  王亚平展示两个完全一样的弹簧,分别固定了两个质量不同的物体。在太空失重环境下,两个弹簧平衡在同一位置,无法测量物体的质量。据悉,目前只有美、俄拥有各自独立研制的“称重仪”。

  随后,王亚平展示了太空中用于测量质量的“质量测量仪(太空秤)”。“太空秤”外观看上去像飞船舱壁上的一个箱子,使用时拉开它,航天员坐在杆子上,利用四肢钩住支架,然后机械产生外力拉动航天员,电子仪器测出加速度,最后直接计算体重。通过该方法,测出聂海胜的体重为74千克。

  地面解读:王亚平用传感器测量出自己对聂海胜的拉力,再用光栅测速器测量出加速度,然后用牛顿第二定律(物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比),计算出聂海胜的体重。

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  10:22:33

  单摆运动太空失重

  王亚平展示了一个支架,细绳将小球连接在支架上,形成了一个我们地面上常见的单摆。并将小球拉起,但小球并没有像在地面上一样做往复摆动,再把小球提高一点,松手,它还是没有做往复摆动,因为在太空中小球处于失重状态,没有了回复力,所以不能像在地面上一样做往复摆动。

  接下来王亚平推了小球一下,小球竟然在做圆周运动!再换个方向演示,小球仍然在做圆周运动!而在地面上的小球却在施力后无节奏摆动,最终垂直静止。

  地面解读:地球上的单摆在摆到最高时需克服地球重力,因此施加一个很大的力量实现单摆转一圈。太空中没有重力,所以施加一个很小的初始力量,就可以实现单摆做圆周运动。当然,这样的圆周运动会停下来,因为绳子和球之间也存在摩擦力。失重是空间与地面环境最重要的差别之一,它对航天员心血管系统和肌肉、骨骼系统有不利影响。

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  10:27:14

  陀螺运动角动量守恒

  王亚平将静止的陀螺轻放在空中,对它施干扰力。这时,陀螺翻滚着向前运动,轴向发生改变。期间,聂海胜也对它进行干扰。随后,王亚平将陀螺收回,利用道具使其开始旋转。当旋转的陀螺被放在空中,并施力干扰时,它并不翻滚,虽然晃动但轴向并未改变。

  地面解读:转动的陀螺具有定轴性,定轴性遵守角动量守恒原理在没有外力矩作用下(失重),物体的角动量会保持恒定。利用此定律,可实现卫星定向控制。在地面,陀螺旋转时保持动态平衡,受外力后,陀螺轴心不稳,碰到地面,地面给它一个反弹力,陀螺不久便停了。

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  10:30:15

  制作水膜水球液体表面张力

  王亚平又展示了一个在太空中喝水用的饮水袋并打开,如在地面,水肯定是会流下来的。但在太空失重环境下,水是不会自己流出来的。王亚平拿出一个金属圈,把水袋打开,把金属圈慢慢放到水袋里,轻轻拉出来,做成了一个漂亮的水膜。为了验证这个水膜是否结实,王亚平先是轻轻地晃动它,它并没有破裂。

  接着王亚平做了第二个个水膜,并一点点地往水膜上加水,水膜在一点点变厚,最终变成了一个大水球。随后王亚平用注射器往水球中间注入了两个气泡。这两个气泡并没有融合到一起,而是单独地存在着。接下来,王亚平又把红色的液体慢慢注入到水球中,红色的液体在水球中慢慢地散开,透明的水球变成一个红色水球。

  地面解读:液体表面张力在地球上也可显现,但受重力作用,表现不明显。太空中没有重力,水分子切面上只有一个液体表面张力的作用,切开水泡没有重力,切口就不会扩张,大泡泡就不会破裂,于是就出现了在大泡泡里面吹出小泡泡的现象。(据新华社6月20日电?)