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揭秘太空授课五大实验

时间:2013-06-28 09:23来源:北京日报 作者:记者 点击:
内容摘要:太空称重 ■内容■ 王亚平拿出两个一样的弹簧,弹簧的底端分别固定了两个质量不同的物体。如果在地面,由于两个物体质量不同,两根弹簧的伸长量肯定是不同的。但在太空中,两......

 

 
  太空称重
  ■内容■
  王亚平拿出两个一样的弹簧,弹簧的底端分别固定了两个质量不同的物体。如果在地面,由于两个物体质量不同,两根弹簧的伸长量肯定是不同的。但在太空中,两个弹簧却停留在了同一位置,无法显示出两个物体质量的差别。
  在太空中,航天员想要知道自己是胖了还是瘦了,就需要使用专用器材——质量测量仪。该仪器用支架固定在实验舱内,王亚平讲解时,让聂海胜固定在质量测量仪上,然后,王亚平把连接运动机构的钢丝绳拉到指定位置,拉力使他回到了初始位置,这样,就测出了他的质量:74千克。
  ■原理■
  牛顿第二定律。王亚平解释,物体受到的力等于它的质量乘以加速度,如果想办法测出力和加速度,就可以算出质量了。航天员设计了一个“弹簧-凸轮”机构,能够产生一个恒定的力,就是把聂海胜拉回到初始位置的力。此外,还设计了一个光栅测速系统,能够测出身体运动的加速度。根据牛顿第二定律,就可以算出身体的质量了。
  太空单摆
  ■内容■
  王亚平展示了一个支架,细绳将小球连接在支架上,形成了一个地面上常见的单摆。她将支架固定在展示平台上,随后将小球拉起,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。这是因为在太空中,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,小球神奇地开始做圆周运动。换个方向,小球仍然在做圆周运动。
  ■原理■
  在太空中,小球处于失重状态,即使给小球一个很小的初速度,它也能绕摆轴做圆周运动。但是,在地面上却需要一个足够大的初速度才能够实现。
  太空陀螺
  ■内容■
  王亚平拿起一个静止的陀螺,悬空放置,给它一个干扰力,这个静止的陀螺开始翻滚着向前运动,它的轴向发生了很大的改变。随后,王亚平把它抓回来,让它旋转起来,放到同样位置,给它同样的干扰力。这次,陀螺不翻滚了,而是晃动着向前走。很快,王亚平再次把它抓回来,然后拿出另一个陀螺,让它们一个静止、一个旋转,给它们同样的干扰力。结果,静止的陀螺开始翻滚着向前移动,而旋转的陀螺虽然晃动着但是轴向基本没有改变。
  ■原理■
  高速旋转的陀螺具有很好的定轴性,陀螺这一特性在天上地下完全一样。因此,有很多设备都是用陀螺组合来定向。在天宫一号里,有不少利用陀螺定向原理设计的仪器,用来测量航天器的姿态。
  太空水膜
  ■内容■
  王亚平打开一个饮水袋,如果在地面,此时水肯定是会流下来的。但是,在太空中失重环境下,水没有流出来。她把一个金属圈慢慢地伸进水袋里,然后轻轻地拉出来,金属圈上奇迹般出现了一个漂亮的水膜。
  为了验证水膜是否结实,王亚平轻轻地晃动它,它也没有破裂,只是甩出来一些小水滴。聂海胜立刻用吸水纸吸走,避免水滴到处乱飞影响设备安全。接下来,王亚平试着把一个中国结贴到水膜的表面,看它能不能承受住这个中国结。贴上了!
  ■原理■
  在失重状态下,水的表面张力会大显神威,能轻松地形成水膜。
  太空水球
  ■内容■
  王亚平重新做了一个水膜,一点一点地往水膜上加水,水膜在一点一点地变厚,变成了一个亮晶晶的大水球。可以看到,水球的中间有很多小气泡,这是因为刚才注水用的饮水袋中本身就存在着很多小气泡。王亚平用一个注射器把这些小气泡抽出来,水球看上去就像一个透镜,透过它可以看到王亚平的倒影。
  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,王亚平把两个气泡抽出来,往水球中注入红色的液体,红色液体在水球中慢慢地散开,透明的水球变成了一个红色的水球。
  ■原理■
  在太空中,由于处于失重状态,水的表面张力很大。

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