太空飞船,宇航员驾驶太空飞船在宇宙中是否是处于失重状态的?为什么?


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宇航员驾驶太空飞船在宇宙中处不处于失重状态呢?应该说这个问题的答案是“既是又不是”,要看具体的情况。

现在人类操作的宇宙飞船一般都是依靠巨大的火箭加速,到了太空之后除非要变轨,否则其运动状态保持不变——比如说最典型的状态就是飞船绕着地球飞行,这个时候飞船固然还是受到来自于地球的引力,但是同时飞船做圆周运动时候的离心力会与引力相抗衡,这两个力互相抵消【专业术语就是非惯性系中的非惯性力和引力相平衡】,这就好比自由落体的物体处于失重状态,这是一样的。

所以说对于现在的宇宙飞船,在绝大部分时间内宇航员都是处于失重状态的【包括如下图所示的宇航狗】。

但是,随着未来非工质引擎和大型空间站的发展,太空飞船在太空中的自主加速和运动肯定会出现,在那个时候依靠飞船自己的运动,可以在飞船中营造出有重力的状态。比如说当飞船加速的时候会产生重力效果【如下图所示】,或者飞船转动起来,依靠向心力而制造出重力效果【再下面的两张图就是2001太空漫游里面太空船旋转来制造重力效果的动图】。

宇航员驾驶太空飞船,在宇宙中是一种失重

的现象和状态。

物体在引力场中自由运动时,有质量而不表现重量或重量较小的一种状态,又称零重力。

绕地球旋转的宇宙飞船,整体具有向心加速度,向心加速度指向地心(物体具有向下的加速度),重力完全用来提供向心加速度。宇航员随飞船绕地球做圆周运动,地球对飞船和宇航员有万有引力,完全用来作为维持圆周运动的向心力。宇航员和飞船在太空中做自由落体运动,只是自由落体的方向受地球自转的作用和影响,是自由落体的方向,有垂直地面改成平行地面,这是自由落体的万有引力与卫星轨道改变方向的动力产生平衡,宇航员依然做自由落体运动,人对支持物没有压力,所以,太空中宇航员处于失重状态。

失重现象主要发生在轨道上或太空内其它一些不正常情况下(远离星球或大重量物体),处于引力平衡点的零重力的环境下,这种现象被称为完全失重。物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫失重(假如说地球引力消失了,那么人只要轻轻一跳,将会向着一个方向,永远飞行下去)。