基本介紹
- 中文名：失重模型
- 外文名：Weightlessness model
- 學科：航空航天
- 類型：飛行術語
- 失重：指物體失去了重力場的作用
- 失重分類：完全失重和非完全失重
失重,模型分析,物體下落模型,
失重
所謂重力，是物體所受地球的引力的一個分力（大小几乎等於引力）。引力的大小與質量成正比，與距離的平方成反比。就質量一定的天體來說，物體離它越遠，所受它的引力越小，即重力越小，在足夠遠的距離上，它的引力可以忽略不計。但宇宙中不只一個天體，眾多天體的引力會形成一個引力場。因此，太空不會是失重環境。當然，就局部地區來說，如在地月系統中，只考慮地球與月球的引力，在地球與月球之間的某些點上，地球與月球的引力相互抵消，重力為零。在日地之間也有引力平衡點。繞地球飛行的載人飛船，離地面一般只有幾百千米，那裡的太空當然不會是零重力環境，即使在36000千米高空繞地球飛行的太空飛行器，其周圍太空也不會是零重力，而只能是輕重力，即重力比地球表面上小（幾乎可以忽略不計）。 利用飛機作拋物線飛行或利用自由落體原理設計的失重塔只能提供短暫的失重感。太空飛行器在環繞地球運行或在行星際空間航行中處於持續的失重狀態。在環繞地球運行的軌道上，實際上只有太空飛行器的質心處於零重力，其他部分由於它們的向心力與地球引力不完全相等而獲得相對於質心的微加速度，這稱為微重力狀態。太空飛行器上軌道控制推進器點火、航天員的運動、電機的轉動以及微小的氣動阻力等都會使太空飛行器產生微加速度。因此，太空飛行器所處的失重狀態嚴格說是微重力狀態。太空飛行器旋轉會破壞這種狀態。在失重狀態下，人體和其他物體受到很小的力就能飄浮起來。長期失重會使人產生失重生理效應。失重對太空飛行器上與流體流動有關的設備有很大影響。利用航天失重條件能進行某些在地面上難以實現或不可能實現的科學研究和材料加工，例如生長高純度大單晶，製造超純度金屬和超導合金以及製取特殊生物藥品等。失重為在太空組裝結構龐大的太空飛行器提供了有利條件。
模型分析
物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小於物體所受重力的現象，稱為失重現象。如果物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力，這是完全失重狀態。
當物體受到豎直向上的力(除重力外)時，若此力在大於重力，則物體處於超重狀態;若此力在小於重力，則物體處於失重狀態。若此力為，則物體處於完全失重狀態。
對模型的說明：
1，豎直向上的力大於重力，即豎直方向總合力向上，物體具有向上的加速，為超重;豎直向上的力小於重力，即豎直方向總合力向下，物體具有向下的加速，為失重。
2，除重力之外當豎直向上的力為零時，完全失重狀態。
物體下落模型
直升機懸停在空中向地面投放裝有救災物資的箱子，如圖1所示。設投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的二次方成正比，且運動過程中箱子始終保持圖示姿態。
圖1
當剛投放箱子時，箱內物體處於完全失重狀態，隨著運動速度的增加，產生的空氣阻力不斷增加，則箱子整體(包括箱內物體)的加速度不斷減小，箱內物體處於部分失重狀態。
