Невесомость. Свободное падение

Презентация по физике на тему: «Вес тела и сила тяжести» Ученика 7 класса ГБОУ СОШ № 1465 Перец Егора Учитель физики Л.Ю. Круглова Москва, 2014 год

N - c ила реакции опоры P - в ес тела F - сила тяжести m - масса тела - ускорение свободного падения N F т P

Вес тела (P) –сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. F т P Вес и сила тяжести. Вес тела, покоящегося на горизонтальной поверхности, численно равен силе тяжести, но эти силы приложены к разным телам. Если тело неподвижно висит на подвесе, то роль силы реакции опоры играет сила упругости подвеса.

Силу тяжести, с которой тела притягиваются к Земле, следует отличать от веса тела. Если тело находится на горизонтальной поверхности, на него действует сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила упругости, с которой опора действует на тело. Силу упругости часто называют силой нормального давления или силой реакции опоры и обозначают. Эти силы уравновешивают друг друга. По третьему закону Ньютона тело тоже действует на опору с равной по модулю силой – силой реакции опоры, направленной в противоположную сторону. Эта сила и называется весом тела.

Третий закон Ньютона F упр. P Тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и направленными противоположно.

Состояние тела, при котором его вес равен нулю, называется невесомостью. Невесомость означает отсутствие веса, а не массы. Масса тела, находящегося в состоянии невесомости, остается такой же, какой и была. В состоянии невесомости все тела и их отдельные части перестают давить друг на друга. Космонавт при этом перестает ощущать собственную тяжесть; предмет, выпущенный из его пальцев, никуда не падает; маятник замирает в отклоненном положении; исчезает различие между полом и потолком. Все эти явления объясняются тем, что гравитационное поле сообщают всем телам одно и то же ускорение. Невесомость

Невесомость в условиях орбитального полёта играет роль раздражителя, действующего на организм человека. Она оказывает существенное влияние на многие функции: слабеют мышцы и кости. Однако все эти изменения, вызванные невесомостью, обратимы. В состоянии невесомости может находиться не только космонавт в орбитальной космической станции, но и любое свободно падающее тело (без вращения) тело. Чтобы испытать это состояние, достаточно совершить простой прыжок: между моментом отрыва от Земли и моментом приземления вы будете невесомы!

Теория близкодействия Тяготение обусловлено существованием гравитационных полей, действия которых распространяются с конечной скоростью (со скоростью света в вакууме). С гравитационными полями связаны геометрические свойства пространства и течение времени: в местах Вселенной, где имеются большие скопления массивных тел, то есть где сильные гравитационные поля, геометрия пространства отклоняется от Евклидовой (пространство «искривляется») и изменяется течение времени (замедляется ход часов).

Перегрузка Состояние тела, при котором его вес превышает силу тяжести, называют перегрузкой. При перегрузке не только всё тело начинает давить сильнее на опору, но и отдельные части этого тела начинают сильнее давить друг на друга. У человека в состоянии перегрузки затрудняется дыхание, ухудшается сердечная деятельность, происходит перераспределение крови, её прилив или отлив в голове и т. д. P = m (a + g)

Сколько весит тело, когда оно падает? Для ответа на этот вопрос проделайте следующий опыт. К крючку динамометра подвесьте гирю. Вы увидите, что пружина растянется, указатель опустится и остановится возле какого – то деления шкалы, показывая вес тела. Теперь динамометр с гирей выпустите из рук, т.е. дайте ему возможность свободно падать (чтобы не испортить прибор, роняйте его на мягкую подставку). Обратите внимание, где находится указатель динамометра во время падения. Оказывается, что во время падения он находится на нулевой отметке.

НЕВЕСОМОСТЬ Если тело вместе с опорой свободно падает, то a = g , и из формулы P = m (g – a) следует, что P = 0. Исчезновение веса при движении опоры с ускорением сводного падения называется невесомостью. Невесомость бывает двух видов: Статическая невесомость – потеря веса, которая возникает на большом расстоянии от небесных тел из – за ослабления притяжения. 2) Динамическая невесомость – состояние, в котором находится человек во время полета по орбите.

Тело под действием внешних сил будет в состоянии невесомости, если: 1) Действующие на тело силы являются только массовыми (силы тяготения); Поле этих массовых сил локально однородно; Начальные скорости всех частиц тела по модулю и направлению одинаковы.

Пламя в невесомости В невесомости пламя свечи принимает сферическую форму и имеет голубой цвет Пламя свечи на Земле Пламя в невесомости

Кипение жидкости в невесомости В невесомости кипение становится гораздо более медленным процессом. Однако вибрация жидкости может привести к ее резкому вскипанию. Этот результат имеет значение для космической индустрии. Кипение воды на Земле Кипение воды в условиях невесомости

ЧЕЛОВЕК И НЕВЕСОМОСТЬ Пути решения проблем, связанных с невесомостью: Мышечная тренировка, электростимуляция мышц, отрицательное давление, приложенное к нижней половине тела, фармакологические и др. средства; Создание на борту космического аппарата искусственной тяжести; Ограничение мышечной активности, лишение человека привычной опоры по вертикальной оси тела, снижение гидростатического давления крови и т.д.

Итоги Невесомость возникает тогда, когда тело свободно падает вместе с опорой, т.е. ускорение тела и опоры равно ускорению свободного падения; Невесомость бывает двух видов: статическая и динамическая; Невесомость может быть использована для осуществления некоторых технологических процессов, которые трудно или невозможно реализовать в земных условиях; Изучение пламени в условиях невесомости необходимо для оценки пожароустойчивости космического корабля и при разработке специальных средств пожаротушения;

Итоги Детальное понимание процесса кипения жидкости в космосе крайне важно для успешного функционирования космических аппаратов, несущих на борту тонны жидкого топлива; 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 и т.д.; Человек может быть прооперирован в космическом пространстве, в условиях невесомости. Это доказали Французские медики во главе с профессором Домиником Мартеном из Бордо.

Рассмотрим один из органов человека - вестибулярный аппарат, позволяющий ему сохранять положение равновесия. Важную роль в вестибулярном аппарате играют кожные рецепторы, расположенные в различных частях тела, в частности в стопах, и чутко реагирующие на мельчайшее изменение давления, когда человек стоит или идет. Если человек споткнулся, рецепторы тотчас посылают сигналы в мозг и человеку удается сохранить равновесие. Но, пожалуй, основную роль здесь играют не рецепторы, а особые органы - отолиты, находящиеся в височной области головы. Отолиты - это два камушка из углекислого кальция, которые плавают в особой камере, внутренняя часть которой усеяна тончайшими волосками - приемниками. В обычных, земных условиях, как только человек наклонится, отолиты сразу же смещаются и давят на волоски с одной стороны камеры. В мозг побежит сигнал, и человек чувствует наклон. Но в космосе наступает невесомость. Отолиты свободно плавают в камере, произвольно касаясь волосков - приемников. От этого могут возникнуть неприятные ощущения.

Содержание: Содержание: Что такое невесомость? Что такое невесомость? Невесомость в космосе Невесомость в космосе Невесомость на земле Невесомость на земле Интересные факты о невесомости Интересные факты о невесомости Влияние невесомости на организм человека Влияние невесомости на организм человека Опыт Опыт Вывод Вывод

Невесомость в космосе -Из перевернутого стакана не выливается вода, если ее вытряхнуть -Для движений не нужно делать никаких усилий. -В космосе мальки рыб плавают не прямо, а по спирали -Когда человек находится в космосе, он совсем исчезает из поля земного притяжения. Гравитация Земли совсем не действует на него. Он находится в состоянии невесомости. капля воды в невесомости

Невесомость на земле Невесомость на земле Испытать невесомость можно не только в космосе, но и на земле, только кратковременно, например, во время прыжков на батуте, карусели, американский горках, при прыжке в бассейн или во время свободного падения в небе до раскрытия парашюта. Более длительную невесомость можно получить в самолете.

Влияние невесомости на организм человека Влияние невесомости на организм человека -Становятся невесомы руки, ноги, кровь, и все внутренние органы, -Отсутствует нагрузка на костно-мышечную систему, -Позвоночник удлиняется на 2,5 см, -Пульс становится медленнее, -Из-за отсутствия силы тяжести кровь не опускается вниз по сосудам, в результате опухает лицо и возникает отдышка. -Мускулы, которые отвечают за поддержку тела в вертикальном положении, слабеют.

Вывод Вывод Явление невесомости возникает и в космосе и на земле, только в последнем случае, достичь невесомости можно лишь на короткое время Невесомость это состояние, при котором человек не чувствует вес собственного тела и вес окружающих его предметов Изучение пламени в условиях невесомости необходимо для оценки полжароустойчивости космического корабля и при разработке специальных средств пожаротушения Влияние невесомости на организм человека является отрицательным, так как вызывает изменение ряда его жизненных функций