Техника - молодёжи 1961-07, страница 9

ранеты, но уже в противоположном направлении, будет и предмет, находящийся ближе к Земле, чем точна О. Поэтому у обоих предметов образуется некоторый, очень малый вес.

Полная невесомость будет только в точке О и во всех точках поверхности сферы, проведенной из центра Земли радиусом, равным расстоянию от него до точки О.

Между двумя предметами возникает сила, которая может быть рассчитана и измерена. Можно, например, соединить достаточно массивные предметы пружиной и по ее деформации измерить действующую между ними силу.

Состояние динамической невесомости будет и в том случае, когда ракета, получив значительную скорость, начнет замедленно удаляться вверх от поверхности Земли.

В самом деле, ведь такое движение можно рассматривать как сложное, состоящее из прямолинейно-равномерного движения вверх и ускоренного падения вниз. Первое движение происходит без воздействия силы на тело, и потому в этом случае не может быть и речи о весе тела. Второе движение, как нам известно, сопровождается динамической невесомостью. Следовательно, при полете в космосе вверх с выключенным двигателем внутри ракеты тоже будет динамическая невесомость со всеми теми явлениями, о которых шла речь выше.

Допустим для простоты, что искусственный спутник вышел на круговую орбиту с радиусом, равным примерно 7 тыс. км (все наши спутники двигались примерно на таком расстоянии от центра Земли). Так как движение по кругу можно раз ложить на две составляющие — прямолинейно-равномерное и ускоренное падение вниз, то внутри ракеты установится динамическая невесомость.

Свободный предмет в спутнике, ориентированном относительно Земли, станет двигаться по эллипсу. Если в перигее расстояние между предметом и центром тяжести спутника составляет 2,5 м, то через полпериода оно возрастет до 17,5 м.

Период обращения такого предмета будет меньше периода обращения

центра тяжести ракеты примерно на 0,005 сек. Следовательно, пред мет начнет не только удаляться от центра тяжести, но и отставать от него. Через полпериода величина отставания составит около 40 м. С удалением ракеты от тяготеющего центра остаточный вес тела быстро уменьшится. При расстоянии в 70 тыс. км от центра Земли он станет уже в тысячу раз меньше, чем на расстоянии в 7 тыс. км, ког-

(точка О)

В падающей ракете с тем же ускорением падают только предметы, находящиеся в центре тяжести ракеты. Другие предметы имеют свои ускорения и постепенно движутся по отношению к стенкам ракеты.

да еще можно его обнаружить. Вот почему и считается, что внутри летящей в космосе ракеты полностью исчезает вес. Практически на больших расстояниях это так и будет.

Вероятно, на практике явление динамической невесомости в ракетах может быть использовано для измерения расстояния ракеты от притягивающего центра, для более детального изучения полей силы тяжести и для создания прибора, отмечающего пролетающие мимо ракеты большие метеоры.

КОГДА ГОСПОДСТВУЕТ

ПЕРЕГРУЗКА

Телерь обратимся к перегрузке, то есть к такому состоянию пространства внутри движущейся ракеты, когда она находится не только под действием силы тяжести, но и под действием силы тяги двигателя. Остановимся на наиболее простом

Как купаться в условиях невесомости.

Изошутка В. КАЩЕНКО

случае — моменте запуска: высотная ракета поднимается вверх, преодолевая силу тяжести. Движение ракеты в это время можно рассматривать как сложное движение подъема вверх под действием силы тяги двигателя и падения под действием силы тяжести (сопротивление воздуха пока можно исключить).

При движении ракеты под действием силы тяжести пространство внутри ракеты будет находиться в состоянии невесомости, а при движении вверх под действием силы тяги тела, находящиеся внутри ракеты. будут испытывать давление снизу.

По третьему закону Ньютона действие всегда равно противодействию. Поэтому вес тела внутри ракеты в нашем случае определяется только силой тяги двигателя независимо от того, в каком поле тяжести движется ракета (остаточный вес тела, который очень мал по сравнению с весом тела, определяемым силой тяги двигателя, мы не принимаем во внимание).

Как уже говорилось, внутри высотной ракеты, поднимающейся вверх за счет запаса скорости, появляется динамическая невесомость. При наличии сопротивляющейся среды. атмосферы, сила тяги двигателя будет уменьшаться, и только. Но при выключенном двигателе, если ракета движется в той же атмосфере. появится обратный вес. Это такое состояние пространства внутри ракеты, когда свободные тела будут перемещаться к потолку ракеты (низ ракеты направлен к Земле).

При полете человека в космос некоторое время — всего несколько минут — ему приходится испытывать перегрузку и длительное состояние невесомости. Самое тяжелое при полете — перегрузка. Поэтому обязательна предварительная тренировка. По данным зарубежной печати, применялся, например, такой способ подготовки к перегрузке. Человек ставился на тележку, которой сообщалась скорость 1 100 км в час. Затем тележка внезапно тормозилась. При этом удавалось получить перегрузки. превосходящие нормальный вес в 50 раз.

Результаты опытов, проведенных на этой тележке, показали, что человек сравнительно хорошо переносит перегрузку, превышающую вес в 4— 5 раз, если тело расположено перпендикулярно к направлению ускорения. Если же стартовые ускорения вызывают увеличение веса в 8— 10 раз, необходимо, чтобы космонавт находился в специальном мягком кресле и чтобы перегрузки распределялись возможно равномернее по всему телу. Тем не менее перегрузки будут уже настолько велики, что во время старта человек не сможет управлять кораблем. Вместо него эту задачу выполнят надежные, точные, быстродействующие автоматы.

Полет советского летчика Гагарина в космос показал, что нашим ученым, инженерам и рабочим удалось преодолеть все трудности, связанные с космическим полетом, и что космонавты могут переносить перегрузки и длительное состояние динамической невесомости.