Интересные факты о людях космоса. Детям о невесомости: простыми словами о сложном

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ г. МОСКВЫ

ЗЕЛЕНОГРАДСКОЕ ОКРУЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ДО г. МОСКВЫ

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №853

О невесомости

Над проектом работали:

Алтухова Анна

Максакова Мария

Митрофанова Яна

Куратор: учитель математики

Попкова Людмила Григорьевна

Коротышка Знайка из романа-сказки Николая Носова «Незнайка на Луне» изобрёл прибор невесомости. С помощью прибора тяжесть не уничтожалась, а как бы смещалась от центра, где находился прибор, на несколько десятков метров вокруг. Около границы зоны невесомости при этом ощущалась повышенная тяжесть.

Подсчитайте, сколько преимуществ (и каких) даёт такая невесомость? Какие (и сколько) неудобства она причиняет?

Цель проекта

• Цель проекта – дать понятие невесомости в комплексном виде (т.е. рассмотреть его с разных сторон), отметить актуальность данного понятия не только в рамках изучения космического пространства, отрицательного воздействия на человека, но и в рамках возможности использования на Земле технологии, изобретенных для уменьшения этого воздействия; проведения некоторых технологических процессов, которые трудно или невозможно реализовать в земных условиях. Выяснить, какие преимущества и какие недостатки у невесомости

Задачи проекта

• Разобраться в механизме возникновения этого явления;
• Описать этот механизм математически и физически;
• Рассказать интересные факты про невесомость;
• Понять, как состояние невесомости влияет на здоровье людей, находящихся в космическом корабле, на станции и т.д., то есть посмотреть на невесомость с биологической и медицинской точек зрения;

История невесомости

Исчезновение веса при движении опоры с ускорением свободного падения только под действием силы тяжести называется невесомостью .

Есть два вида невесомости.

Потеря веса, которая возникает на большом расстоянии от небесных тел из-за ослабления притяжения, называется статической невесомостью. А состояние, в котором находится человек во время полёта по орбите, – динамической невесомостью. Проявляются они совершенно одинаково. Ощущения человека одни и те же. Но причины разные.

Космонавты в полётах имеют дело только с динамической невесомостью.

Рассмотрим случай:Летит самолёт. В кабине приготовились к прыжку два парашютиста. Земля тянет их вниз. А они пока сопротивляются. Упёрлись ногами в пол самолёта. Чувствуют притяжение Земли – подошвы их ног с силой прижаты к полу. Они ощущают свой вес. «Ремешок натянут».

Но вот они согласились следовать туда, куда тянет их Земля. Стали на край люка и прыгнули вниз. «Ремешок провис». Ощущение притяжения Земли сразу же пропало. Они стали невесомы.

Это интересно

В невесомости кипение становится гораздо более медленным процессом.

В невесомости пламя свечи принимает сферическую форму.

И внутри нашего тела всё приспособлено к условиям весомости. У сердца мощная мускулатура, рассчитанная на то, чтобы непрерывно перекачивать несколько килограммов крови. И если вниз, в ноги, она ещё течёт легко, то наверх, в голову, её надо подавать с силой. Все наши внутренние органы подвешены на прочных связках. Если бы их не было, внутренности «скатились» бы вниз, сбились там в кучу. Из-за постоянной весомости у нас выработался специальный орган, вестибулярный аппарат, расположенный в глубине головы, за ухом.

Интересные факты

• У астронавтов рано или поздно начинается космическая болезнь, которая сопровождается головными болями и проблемами в суставах при движении. Но это только часть проблем. Когда астронавт оказывается в невесомости, вся жидкость, которая находится в организме, поднимается вверх и вызывает закупорку носоглотки и отеки на лице. Мышцы начинают атрофироваться за ненадобностью, в костях все меньше кальция, а кишечник работает в 2 раза медленнее.
• Еще один бонус от невесомости – это увеличение роста из-за низкого давления. Оно воздействует на позвоночник и человек вырастает как минимум на 5 см.
• Те, кто возвращается из космоса, рассказывают, что из за невесомости очень трудно двигать руками и ногами сразу же после прилета. Поэтому приземление многие называют вторым рождением.
• Еще возникают проблемы с адаптацией к восприятию притяжения. Если предмет падает, то он все-таки падает и для астронавтов это несколько непривычно.

Преимущества прибора

этим прибором можно воспользоваться с умом, для пользы (вовремя войны можно было сделать башню, в которой находился бы прибор; когда подходила армия врагов, нажималась кнопка и враг перемещался на безопасное расстояние)

Можно сделать станцию типа остановки в которой был установлен прибор и шли бы люди на эту станцию, нажимали на кнопку и перемещались на установленное расстояние

Можно использовать как маленькую, а может и не маленькую хитрость; на олимпиаде спортсмен во время прыжков в длину

Недостатки

в задании написано: "Около границы зоны невесомости при этом

ощущалась повышенная тяжесть." То есть осуществлялось некое

давление внутри перемещаемого тела, что может привести к

печальным последствиям для перемещаемого объекта (для первого

пункта преимуществ это даже плюс враг

уничтожался)

Для индивидуального использования прибор не подходит; опять же цитата из задания: "С помощью прибора тяжесть не уничтожалась, а как бы смещалась ОТ ЦЕНТРА, где НАХОДИТСЯ ПРИБОР..." То есть, если человеку перемещаться с помощью прибора, сама эта конструкция остаётся НА МЕСТЕ и приходится пользователю "бандуры« возвращаться за ней

Выводы

Невесомость возникает тогда, когда тело свободно падает вместе с опорой, т.е. ускорение тела и опоры равно ускорению свободного падения;

2) Невесомость бывает двух видов: статическая и динамическая;

3) Невесомость может быть использована для осуществления некоторых технологических процессов, которые трудно или невозможно реализовать в земных условиях;

4) Изучение пламени в условиях невесомости необходимо при разработке специальных средств пожаротушения;

• Влияние невесомости на организм является

отрицательным, так как вызывает изменение ряда его жизненных функций. Это можно исправить путем создания на космическом корабле искусственной тяжести, ограничения мышечной активности космонавтов.

6)Условия невесомости нарушают способность правильно оценивать размеры объектов и расстояния до них, что мешает космонавтам ориентироваться в окружающем пространстве и может приводить к авариям во время космических полетов

Прибор позволяет с легкостью перемещать предметы (например, при строительстве), но при этом надо предусматривать их фиксацию на поверхности, также на границе зоны может происходить разрушение конструкций, если они не рассчитаны на возникающие увеличение тяжести. Если эти шары поместить около смерча, то он потеряет свою силу. Условия как внутри орбитальной космической станции.

Одев подобие, крыльев на руки или иной двигатель, а прибор, разместив за спиной, можно летать.

Можно проводить эксперименты в условиях, подобных условиям на орбитальной космической станции (например, выращивать кристаллы). Могут погибнуть некоторые животные.

Нужны специальные инструменты для работы в условиях невесомости. Для жизнедеятельности организмов необходимо перемешивания газовой среды для дыхания. На границе зоны, где повышена тяжесть, организм может погибнуть, если тяжесть (перегрузка) превышает придел его выносливости. Водоемы могут доставлять неудобства, так как вода будет принимать форму шара и перемещаться с потоками воздуха.

Далёкое будущее изобрели прибор невесомости, теперь с помощью такого прибора переправляют вещи с земли в космос (космонавтам на орбиту).

Сам прибор выглядит как тостер с двумя антеннами. Он создаёт цилиндр радиусом 1,5 м.снизу в этот цилиндр кладут вещи и они направляются в верх. Однако у этого прибора есть 1, но довольно весомый недостаток: так как этот цилиндр не имеет материальных границ, если груз не дошёл ещё до космоса он может выйти за его границы и упасть с гораздо большей скоростью, так как при этом притяжение к земле усиливается в несколько раз.

Причина невесомости заключается в том, что сила всемирного тяготения сообщает телу и его опоре одинаковые ускорения. Поэтому всякое тело, которое движется только под действием сил всемирного тяготения, находится в состоянии невесомости. Именно в таких условиях и находится свободно падающее тело.

Список литературы

1.Большая Советская Энциклопедия. Гл. ред. А.М.Прохоров.

2.Кабардин О.Ф. Физика: Справочные материалы: Учебное пособие для уч-ся.-

3.Колесников Ю.В., Глазков Ю.Н. На орбите – космический корабль.

Время чтения: 4 минуты

Невесомость – это не хихоньки-хаханьки… Хихоньки-хахоньки начнутся тогда, когда ваш любознательный карапуз, чуть картавя и «шамкая», спросит у вас об этом. Как бы не пришлось краснеть… Они ведь такие — наши сегодняшние Почемучки. Как простыми словами рассказать ребенку о сложных процессах и явлениях, которые мы не можем показать в обычной жизни? Только через сравнения и понятные аналогии. Рассказываем как.

pikabu.ru

Итак, решено. Мы летим в космос! Но там нас поджидает коварная невесомость, поэтому узнаем о ней побольше, ведь знания — сила!

Все, к чему мы привыкли на Земле, в состоянии невесомости происходит совсем не так: люди и предметы «плавают» в пространстве, дотронуться пальцем до носа практически невозможно, станцевать вальс или показать любимый футбольный финт – вообще на грани фантастики. Обхохочешься, глядя на то, как космонавты пытаются делать привычные движения в условиях невесомости.

ПРЕДСТАВЬ… Представь, что ты в холодном бассейне, да еще и вверх тормашками. Вроде все понимаешь, а сделать ничего не можешь. Космонавты в состоянии невесомости чувствуют себя примерно также.

ЖИЗНЕННЫЙ ОПЫТ: Предложите ребенку закрыть глаза и дотронуться пальцем до кончика носа. Сложно? А каково космонавтам?
Во время купания в ванной предложите поймать под водой мелкий предмет.
В детском парке, во время прыжков на батуте с резинками тоже можно ощутить нечто подобное состоянию невесомости на доли секунды.
Испытать состояние невесомости можно, если подпрыгнуть.
Мы испытываем невесомость качаясь на качелях: в тот момент, когда они на секунду застыли перед тем как поменять направление движения и опуститься вниз.
Мы испытываем невесомость на борту корабля, качаясь на волнах.

www.novate.ru

Если что-нибудь уплыло из рук прямо в космос – пиши пропало!

ВОПРОС НА ЗАСЫПКУ: Почему вокруг Земли много «спутников» в виде шариковых ручек, всяких болтиков и гаечных ключей?

ОТВЕТ Знатока: К то-то когда-то все это уронил, забыв про невесомость и то, что сила земного притяжения в космосе не работает!

Закон земного притяжения очень подробно описан в видеоролике Академии занимательных наук.

Неряхам в космосе приходится несладко! Невесомость может сыграть с ними злую шутку. Бросил пижаму где попало – гоняйся за ней полдня. Но это еще не самое страшное!

ПРЕДСТАВЬ… Представь, что ты решил перекусить в космосе.

Как-то, во время полета на Луну, я попробовал открыть свой любимый творожок «Растишка». Ой, что было… Он вытянулся в тоненькую ниточку, затем сбился в капельки и лужицы, а потом просто прилип к уху, как будто в меня бросили что-то мокрое. В общем, хорошо, что догадливые Белка и Стрелка захватили приготовленные с Земли в тюбиках. Иначе, пришлось бы нам сидеть голодными в космосе. Но зато у меня теперь есть — светящийся в темноте магнит, где на обратной стороне полезная информация о том, что такое невесомость.

А еще в космосе строго-настрого запрещено крошить! Поэтому настоящие космонавты соблюдают детское правило: «Съедать все до последней крошки!» Иначе беды не оберешься!

ВОПРОС НА ЗАСЫПКУ: Почему в космосе нельзя крошить?

ОТВЕТ Знатока: Крошки могут разлететься и попасть в глаза или нос — это очень опасно! Ты же помнишь, про коварную невесомость…

Надеюсь, ты уже понял, что Неряхам и Нехочухам в космосе не место: нужно соблюдать и следить за порядком.

Летающие пижамы, разбросанные ручки и инструменты, мусор – это потенциальная опасность для космонавтов, поэтому, раз мы уже летим на Луну, нужно быть Ряхами и Чухами, т.е. соблюдать правила гигиены и учитывать особенности жизни в состоянии невесомости.

Скажу честно, умывание и мытье рук превращается в космосе в увлекательное занятие. Вода в невесомости не льется и не течет, а, представь себе, размазывается! Выдавил из тюбика шарик воды, размазал по лицу — и поплыл себе дальше, умылся, считается. А зубы почистить? Это вообще целое приключение!

Хорошо, если ты на Земле в этих вопросах был асом, тогда тебе и в космосе будет легко. А если нет? Ой, попотеть придется, не завидую я тебе.

ВОПРОС НА ЗАСЫПКУ: Почему в космосе нельзя плакать?

Если в жизни ты Рева-корова, в космос тебя не возьмут точно. Точнее, взять-то возьмут, но реветь в космосе у тебя просто-напросто не получится! Можешь даже не стараться – напрасно.

ОТВЕТ Знатока: Слезы в космосе не текут, а собираются «лужицей» вокруг глазного яблока.

ВОПРОС НА ЗАСЫПКУ: Как спят космонавты и что им снится?

Как ты думаешь, что снится космонавтам? Рокот космодрома и зеленая трава у дома? Лично я думаю, им снится удобная земная кровать…

www.voprosy-kak-i-pochemu.ru

В условиях невесомости не так-то легко уснуть, особенно первое время. Кажется, что ты все время падаешь вниз, руки болтаются в свободном полете, а ноги сами пускаются в пляс. Чтобы хоть как-то усмирить свое тело, приходится залазить в спальный мешок и пристегиваться ремнями к стенам или потолку корабля.

Вторая проблема — это постоянный шум вентиляторов, которые обеспечивают приток свежего воздуха. Шум такой, как будто под окнами грохочет трамвай! Но проблема решается просто — беруши в уши.

«Снов было много. В космосе сны снятся точно так же, как на Земле. Когда ваши глаза смыкаются в космосе, ваше тело расслабляется, а руки выпускают книгу. Но без гравитации, ваша голова не падает и вы не вздрагиваете, когда понимаете, что задремали. Если вы проснетесь, ваша книга будет плавать там, где вы ее оставили.»
Бывший космонавт Клэйтон Андерсон

Из-за невесомости в космосе отпадает необходимость в подушке и одеяле: космонавты ими не пользуются. Кстати, есть большой жирный плюс для космонавтов в невесомости — они не храпят! Вот где счастье: сосед точно не разбудит.

Вот они, все «прелести» космической жизни: ешь себе вкусняшки из тюбика и спи вниз головой, как космическая летучая мышь в пеленках. Теперь можно и на Луну! Скачай и отправляйся в космическое путешествие вместе с Дино!

Более подробно о том, что это такое и где его можно ощутить, и пойдёт речь в этой статье.

Статическая

Существуют два типа невесомости. Это статическая — наблюдается при удалении от объекта с большой массой. Например, тело, улетевшее на значительное расстояние от планеты. Следует при этом понимать, что его вес полностью не исчезает.

Дело в том, что гравитация от массивных объектов, таких как планеты и звезды, хоть и уменьшается с расстоянием, но полностью не исчезает. Действие её распространяется бесконечно далеко во все уголки Вселенной, обратно пропорционально квадрату расстояния. Это следует из определения невесомости.

Таким образом, выйти из зоны действия гравитационного поля невозможно.

Динамическая

Другой тип невесомости — это динамическая. Ее постоянно испытывают космонавты и лётчики. Нивелировать действие гравитационного поля массивного объекта можно путем свободного падения на него. Для этого необходимо, чтобы объект набрал определённую скорость и стал спутником.

Набрав необходимую скорость, спутник начинает переходить в состояние постоянного свободного падения. Предметы внутри него будут находиться в состоянии невесомости. Такая скорость называется первой космической.

Для планеты Земля, например, скорость составляет порядка 8 километров в секунду. Для Солнца — уже 640. Все зависит от массы объекта и его плотности. В таких где плотность достигает сотни миллионов тонн на кубический сантиметр — космическая скорость приближается к скорости света.

Невесомость на Земле

Оказывается, испытать состояние невесомости можно, не покидая пределы планеты. Правда, на очень короткий период. Например, пассажир автомобиля, едущего по выгнутому мосту, испытает невесомость на некоторое время в верхней части выпуклости моста.

Пассажиры, едущие в общественном транспорте по ухабистой дороге, постоянно испытывают действие невесомости каждый раз, как автобус наезжает на яму или кочку. На короткий промежуток времени они находятся в состоянии свободного падения.

Развлечение

В последнее время в сфере индустрии развлечений появились специальные полигоны, где все желающие могут испытать невесомость.

Пройдя медицинскую комиссию и заплатив определённую сумму денег, можно попасть на борт самолёта, который летит по волнообразной траектории, и во время пике люди на протяжении полминуты могут испытать необычное чувство невесомости.

Пилот самолёта через селекторную связь сообщает о начале действия невесомости. Это необходимо в целях безопасности. Дело в том, что после свободного падения самолёт стремительно набирает высоту. При этом люди, находящиеся на борту, испытывают диаметрально противоположный эффект — перегрузку.

Порой эта величина достигает трёхкратного значения ускорения свободного падения. Иными словами, вес тела в невесомости будет в три раза больше естественного. При падении с высоты нескольких метров с такой массой тела можно очень легко получить травму.

Для этих целей на борту самолёта в отделении для невесомости сидят специально обученные инструкторы. В их задачу входит вовремя опускать на пол самолёта тех людей, которые не успели уложиться в данный временной интервал.

Серия взлётов и падений происходит с периодичностью до двадцати раз за один полет самолёта.

В России, например, для желающих ощутить невесомость есть специальная центрифуга, которая находится в центре подготовки космонавтов и пилотов. Опять же, после медкомиссии и денежного взноса в размере порядка 55 тыс. рублей человек может ощутить на себе действие невесомости.

Влияние на организм человека

По определению, невесомость абсолютно безвредна для организма человека. Сложности начинаются, когда она длится несколько суток, недель или месяцев.

В большинстве случаев это касается только обитателей космических станций. Космонавты, долгое время находящиеся на борту аппаратов, начинают испытывать существенный дискомфорт. В первую очередь это связано с вестибулярным механизмом.

На Земле, в привычных условиях, отолиты вестибулярного аппарата давят на нервные окончания, таким образом подсказывая нашему мозгу, где верх и низ, ориентируя тело человека в пространстве.

Вес и невесомость

Совсем другое дело, когда тело ничего не весит. Все процессы в нем протекают иначе. Из-за отсутствия давления отолитов наступает нарушение ориентации в пространстве. Понятие «верх» и «низ» в космосе полностью исчезает. Вредит организму человека также отсутствие физической нагрузки. В таком состоянии мышечная ткань атрофируется, если не предпринимать никаких мер. С её деградацией страдает и костная ткань. При отсутствии нагрузки в кости тела поступает меньше фосфора.

Возникают сложности с питанием и глотанием жидкостей. Все жидкости при этом стремятся принять сферическую форму, что очень затрудняет повседневные вещи. Даже обычный насморк в условиях невесомости может оказаться очень тяжёлым испытанием для организма из-за того, что мокроты не выводятся под действием силы тяжести, а образуют сферические капли.

Для поддержания необходимого тонуса космонавты постоянно тренируются по несколько часов в день. При отходе ко сну привязывают себя специальными ремешками, чтобы не получить травму во время сна.

Для питания космонавтов разработана специальная пища в тюбиках и хлеб, который не крошится.

Прежде, чем длительное время испытывать невесомость, человек должен ощутить её действие на земле, чтобы выяснить, как в дальнейшем будет на него воздействовать отсутствие силы тяжести.

Наверное, каждый из нас за свою жизнь испытывал чувство невесомости. Давайте разберем, что такое невесомость, за счет чего оно достигается и где его можно прочувствовать.

При ответе на вопрос, что такое невесомость, многие с вспомнят про силу притяжения и возможность свободного полета, хождения по потолку, летающим предметам и космонавтам, которые чаще всех испытывают это чувство.

Для обсуждения понятия невесомости предлагаю обсудить научную часть вопроса и физического явления. На планете Земля у предметов и живых существ действует сила притяжения (сила тяжести). Таким образом, если предмет перемещается или находится в состоянии покоя, возникает давление силы тяжести предмета на поверхность.

Невесомость - это состояние тела, при котором сила взаимодействия с поверхностью существенна мала и не происходит давление друг на друга. Часто при определении невесомости используют понятие гравитации или микрогравитации.

Интересные факты о невесомости и гравитации

Что мы с Вами знаем о невесомости, как можем охарактеризовать это явление?

Неудобства.

В настоящее время явление невесомости полностью изучено и не вызывает большого количества вопросов. У космонавтов до полета длительный период проходит подготовка организма к невесомости, и несмотря на это, отсутствие силы тяжести приводит организм в достаточно большой стресс.

Основное нарушение при явлении невесомости наблюдается в изменении давления жидкости в организме, особенно крови. Помимо этого, отсутствует привычная нагрузка на опорно-двигательный аппарат, что вызывает дискомфорт. После доставки космонавта на космическую станцию, его организм некоторое время проходит период адаптации, несмотря на долгие месяцы подготовки перед полетом.

Влияние невесомости на организм

Обычно период адаптации организма проходит в течение 7-10 дней. В результате космонавты из-за отсутствия силы тяжести теряют в весе, снижается работоспособность, а также повышается общая утомляемость организма. Также может измениться соотношение элементов в тканях. После длительного пребывания в космосе человек может стать на несколько сантиметров вследствие невесомости. В результате может произойти защемления нервов, появиться различные боли мышечного и суставного характера.

Питание.

На сегодняшний день питание у космонавтов очень разнообразное. Рацион питания составляют сублимированные продукты, упакованные в тубы из алюминия. Практически все питание находится в виде пюре. Рацион и тару продумывают таким образом, чтобы избежать крошек и их попадания в глаза. Печенья делают небольшими, чтобы не кусать, и сверху покрывают оболочкой.

Способы испытать чувство невесомости в теории и на практике

Чувство невесомости полноценно можно испытать в космосе, но для этого нужно выбрать эту профессию и долгие годы готовится. Однако ощущение невесомости можно испытать и на Земле, хоть и незначительное.

На Земле невесомость можно смоделировать следующим способом. В экспериментальных целях и для тренировки космонавтом создавали состояние невесомости до 40 секунд с помощью специального самолета, который имел воздействие только силы земного притяжения. Траектория движения самолета проходит по параболе. Такие ощущения сейчас можно испытать и на специальных тренажерах, в парках аттракционов. Суть заключается в том, что резко набирается высота и также резко потом сбрасывается, вызывая ощущение свободного падения, невесомости.

Подобные ощущения мы испытываем на рейсах гражданской авиации в период посадки самолета, а также в автомобиле, при резком перепаде движения сверху вниз.

Помимо этого, схожие ощущения можно получить, прыгая на батуте, находясь в воздухе от прыжка непосредственно перед падением вниз, в современных скоростных лифтах при резкой остановке на высоком этаже.

Сейчас существуют специальные симуляторы невесомости, в которых Вы можете испытать это ощущение на борту специально оснащенного для этих нужд самолета ИЛ - 76. Это специальная лаборатория, предназначенная для испытания перегрузок, в том числе космонавтами перед полетами в космос. Во время полета, резко набирается высота и на высоте 8-9 км пилот выключает мощность двигателей, тем самым, позволяя самолету двигаться по инерции. Как раз, когда сила тяжести становится равна силе инерции, достигается невесомость. Во время полета группа испытывает на борту самолета несколько таких ощущений невесомости. Стоимость такого полета индивидуальна и может быть совмещена с экскурсией, космическим питанием и многим другим.

Заключение

Явление невесомости, в основном, можно испытать находясь в космосе, но также мы периодически испытываем его в самолете, на аттракционе, в лифте и даже на батуте, хоть и длится оно буквально секунды.