1、6.4超重与失重素材g的含义 地球周围存在一个引力场,它对处在场中的任何物体都施加作用力.引力场的强度定义为地球对引力场中每1 kg物体的作用力.即g=G/m,g的单位是N/kg.它在数值上与重力加速度的大小相等.因此,g可以是9.8 m/s2或9.8 N/kg.这一结果表明,我们可以从两方面来理解g的含义:在地球表面附近的重力加速度为9.8 m/s2.地球对在其表面附近的每1 kg物体施加9.8 N的作用力.关于超重与失重的对话 下面是中央电视台主持人对中国首位航天员杨利伟的专访摘录,披露了他乘坐飞船飞上太空的经历以及执行航天任务前的训练情况.请就这段谈话发表自己的看法与感想. 主持人:我们
2、知道你进行了长达5年的航天训练,这个过程是我们正常人难以承受的.你觉得哪一段的训练或者哪一种训练让你难忘? 杨利伟:我们的训练都挺让人难忘的,它有好多项目是去挑战自己的承受能力,比如大气层的压力,等于8个人压在你身上,这个感觉是非常难以承受,压得非常厉害.如果没有经过训练,这么大的劲肯定受不了.类似这些训练,都会给你留下深刻的印象. 主持人:上升的时候挑战更大,还是着陆的时候对人的身体极限更大? 杨利伟:返回的时候. 主持人:你在什么时候感觉到失重? 杨利伟:船箭分离的时候. 主持人:那时候是怎样的感觉? 杨利伟:腾空的感觉,好像自己被抛起来一样. 主持人:船里的东西都抛起来了吗? 杨利伟:抛
3、起来了. 主持人:你当时身体内部是怎样的感觉呢? 杨利伟:血液往头上冲.当时有一点儿错觉,感觉是头朝下.在太空飞行中,我还多次在舱内飘浮起来. 主持人:吃了什么呢? 杨利伟:航空食品.必须一口吃得下去. 主持人:喝了水吗?怎样喝的呢? 杨利伟:喝了.有一个软包装水,上面有饮水管,而且有一个卡子,我把饮水管放在嘴里,打开卡子吸.喝完水之后把水卡上,防止在失重情况下水流出来. 主持人:运行过程当中,我注意到你睡着了. 杨利伟:对.到了休息时间了,我感觉睡着了也挺不容易.人类能够利用失重的条件做些什么 你是否想过,人类能够利用失重的条件做些什么?下面举几个事例,将会帮助你思考.这里所举的事例虽然还没
4、有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现. 在失重的条件下,熔化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠.而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一. 玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米),是现代光纤通信的主要部件.在地面上不可能制成很长的玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于重力的作用,它将被拉成小段.而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维. 在太空的轨道上,可以制成一种新的泡沫材料泡沫金属.在失重条件下,在液态的金属中通以气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡
5、沫金属,这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢,用它作机翼,又轻又结实. 电子工业、化学工业、核工业等部门,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“6个9”至“8个9”,即99.999 9%99.999 999%.在地面上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中.而在太空中“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可以获得纯度极高的产品. 在电子技术中所用的晶体,在地面上生长时,由于受重力的影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染,在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多. 在太空失重的条件下,会生产出地面上难以生产的一系列产品.建立空间工厂,已经不再是幻想.科学家们在太空中做各种实验,青年学生也可以提出自己的太空实验设想,展开你想象的翅膀,为宇宙开发贡献一份力量吧!