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你不知道的星空(一)--你该知道的物理

已有 4705 次阅读 2010-9-18 13:18 |个人分类:生活在别处|系统分类:科普集锦

仰望星空,那只好接一个俯瞰地球。我小时候 的梦想之一是做中国第一个太空人,然而国家发展就这么快,我还在地下室做老鼠的时 候,杨立伟就上天了。遗憾啊,这里贴几张地球的照片,虽然飞不上去,体会一下那感 觉吧。
 
 
 
注意北韩跟周边国家的区别。
 
接下来的几节,我们先抛开能源和环境问题, 响应伟大号召,仰望一下星空,人类为什么要登月,登火星,为什么要了解太空,而我 们了解了多少?
 
 
 
 
重力
 
坐电梯的时候,你会感觉到所谓的超重和失 重。电梯加速上升的时候,感觉到身体突然重了,而电梯上升中要停下的时候,体重好像减轻了。这个就是重力在人体上的感觉,使你的肌肉沿某个方向压缩,而肌肉会把这些信号传递到大脑里,有时候会让你神经紧张。这个过程再夸张一点,或者是你坐在飞机里,飞机突然急速下降,或者是在游乐场玩那种三十几米突然掉下来的大魔兽,或者就是蹦极,至少有那么几秒钟,虽然你被地球吸引着,有重力,但你身体的肌肉却没有需要承受这些重力所带来压迫,这些身体反应的异常,传到大脑里就变成了刺激。这跟游泳是不一样的感受,游泳过程中,你的肌肉其实还是被压迫着,体内的组织反抗外界的水压,跟你躺在床上的感觉更接近,不过压力稍微均衡一点罢了。
 
航空的训练舱有一种自由抛射体的,俄国的设备最为先进,所以我们国家的航空人员有时候会到俄国接受训练。原理很简单,大飞机加速到一定程度以后,关掉引擎,飞机会飞出一个抛物线的自由落体轨迹,这个时候人体的各个部分也作自由落体,彼此之间没有地球重力引起的任何压力,给飞行员的感觉跟在太空中是一样的。
 
现在想像我来驾驶这架飞机。我可以在足够高的高度关掉引擎,当速度低的时候,我总会落回到地面上,不过呢,速度越高,我能抛得越远,而地球是圆的,总有一个速度会让我永远不能落回到地球表面,这时候,这架飞机就成了人造卫星,这个速度是多少呢?7.9公里每秒。
 
 
 
 
 
值得说道的是,人造卫星除了发射时候需要能量来达到这个速度之外,不再需要能量,它能在自身重力的作用下永远这么飞下去而有一天器材老化,东西坏了,成为太空垃圾。
 
你可以想象月球其实作的是一样的事情,不过它的距离更远一点,有三十八万公里,那里的地球引力小一点,所以速度也不用那么快,月球每秒只跑1公 里就可以在它现在的位置上呆着了。而牛顿的伟大,就是意识到落在地上的苹果跟绕地球转动的月球,是源于同一种力量,地球的万有引力。
 
一大部分卫星是要回收到地球表面的,一方面是研究需要,另外一方面也成为国际航天机构的共识,谁也不想将来仰望星空的时候看到的天空被人造星体覆盖,而这些飘浮在太空中的垃圾会给新的卫星造成极大的损害。想要回收卫星,只要把它的速度降下来,前面提到的过程就会反过来。速度低,卫星围绕地球的轨道高度就会下降,直到它跟大气发生接触,通过摩擦使卫星的动能转化为热能散失掉,卫 星自己也最终落在地面上。


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