卜春彦

(吉林大学物理学院　吉林 长春　130023)



宇航员失重问题的再探讨

卜春彦

(吉林大学物理学院吉林 长春130023)

介绍了完全失重与微重力的概念，重新剖析了宇航员失重的真正原因.

宇航员微重力完全失重精确度大气层

1　宇航员失重问题的分析

完全失重即物体的视重为零，例如自由下落(平抛运动、斜抛运动等)的物体重力提供了物体向下的加速度，以该物体为参照系是处于完全失重状态，以地面为参照系重力是地球引力与地球自转离心力的合力，重力为mg.人造地球卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机等航天器进入轨道后，如果只从万有引力的角度出发，就是广义相对论所讲的局域惯性系，物体在航天器中就好像没有万有引力一样，不需要支持物提供支持力就可以相对航天器静止，即处于失重状态.

为了讨论宇航员失重问题，我们写出牛顿第二定律

f=ma

(1)

这里m为宇航员的质量，f为宇航员所受地球之万有引力，a为宇航员在地心坐标系加速度矢量.于是，我们有

(2)

(3)

由于宇宙飞船在地心坐标系有加速度a，于是宇宙飞船里便有惯性力场存在，其惯性力场强度为-a，则

(4)

宇航员在宇宙飞船里即受万有引力作用又受惯性力f′作用

(5)

f+f′= 0，即f-ma=0.即宇航员所受合力为零，即宇航员失重了. 在宇宙飞船里用弹簧测力计无论如何也测量不出人和物的重量了，弹簧测力计无法使用了. 宇航员失重并不是失去了地球的引力，而是由于宇航员随宇宙飞船一起绕地心……