MINISTRIA E ARSIMIT DHE SHKENCËS E FEDERATËS RUSE

INSTITUCIONI ARSIMOR KOMUNAL

SHKOLLA MESIMORE №4

emri

MBI FIZIKËN MBI TEMA:

PAPESHË

Puna e përfunduar:

Klasa 10 "B" Khlusova Anastasia

Mbikëqyrësi:

Mësues i fizikës

Prezantimi

Fenomeni i mungesës së peshës më ka ngjallur gjithmonë interes. Megjithatë, çdo person dëshiron të fluturojë, dhe mungesa e peshës është diçka afër gjendjes së fluturimit. Para fillimit të studimit, unë e dija vetëm se mungesa e peshës është një gjendje që vërehet në hapësirë, në anije kozmike, në të cilin të gjitha objektet fluturojnë, dhe astronautët nuk mund të qëndrojnë në këmbë, si në Tokë.

Mungesa e peshës është më shumë një problem për astronautikën sesa një fenomen i pazakontë. Gjatë një fluturimi në një anije kozmike, mund të shfaqen probleme shëndetësore dhe pas uljes, astronautët duhet të mësohen përsëri të ecin dhe të qëndrojnë në këmbë. Kështu, është shumë e rëndësishme të dimë se çfarë është mungesa e peshës dhe si ndikon ajo në mirëqenien e njerëzve që udhëtojnë në hapësirën e jashtme. Si rezultat, është e nevojshme të zgjidhet ky problem duke krijuar programe për të zvogëluar rrezikun e efekteve negative të mungesës së peshës në trup.

Qëllimi i punës sime është të jap konceptin e mungesës së peshës në një formë komplekse (d.m.th., ta konsideroj atë nga këndvështrime të ndryshme), për të vënë në dukje rëndësinë e këtij koncepti jo vetëm në studimin e hapësirës së jashtme, ndikimin negativ tek njerëzit, por edhe në kuadrin e mundësisë së përdorimit të teknologjisë në Tokë, e shpikur për të reduktuar këtë ndikim; kryerja e disa proceseve teknologjike që janë të vështira ose të pamundura për t'u zbatuar në kushte tokësore.

Objektivat e kësaj eseje:

1) Të kuptojë mekanizmin e shfaqjes së këtij fenomeni;

2) Përshkruani këtë mekanizëm matematikisht dhe fizikisht;

3) Tregoni fakte interesante për mungesën e peshës;

4) Të kuptojë se si gjendja e mungesës së peshës ndikon në shëndetin e njerëzve në anije kozmike, në stacion etj., pra të shikojë mungesën e peshës nga pikëpamja biologjike dhe mjekësore;

5) Përpunoni materialin, rregulloni atë sipas rregullave të pranuara përgjithësisht;

6) Krijoni një prezantim bazuar në materialin e përpunuar.

Burimet që kam përdorur në procesin e shkrimit të një eseje janë tekstet shkollore, enciklopeditë, interneti.

Kapitulli 1. Pesha trupore dhe mungesa e peshës

1.1. Pesha e trupit

Në teknologji dhe në jetën e përditshme, koncepti i peshës trupore përdoret gjerësisht.

pesha e trupit quhet forca totale elastike që vepron në prani të gravitetit në të gjitha mbështetësit, pezullimet.

Pesha trupore P, pra forca me të cilën trupi vepron në mbështetëse dhe forca elastike FY, me të cilën mbështetja vepron në trup (Fig. 1), në përputhje me ligjin e tretë të Njutonit, janë të barabarta në vlerë absolute. dhe e kundërta në drejtim: P = - Fu

Nëse trupi është në prehje në një sipërfaqe horizontale ose lëviz në mënyrë të njëtrajtshme dhe mbi të veprojnë vetëm forca e gravitetit FТ dhe forca elastike FУ nga ana e mbështetëses, atëherë nga barazia në zero. shuma vektoriale këto forca duhet të jenë të barabarta: FT=- FY.

http://pandia.ru/text/78/040/images/image005_5.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12"> Me lëvizje të përshpejtuar të trupit dhe pesha mbështetëse P do të jetë e ndryshme nga graviteti FT.

Sipas ligjit të dytë të Njutonit, kur një trup me masë m lëviz nën veprimin e gravitetit FT dhe forcës elastike Fy me nxitim a, plotësohet barazia FT + FY = ma.

http://pandia.ru/text/78/040/images/image016_2.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12">.png" width= "22" height="12">.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12">Nga ekuacionet P = - Fy dhe FT + Fy = ma : P \u003d FТ - ma \u003d mg - ma, ose P \u003d m (g - a).

http://pandia.ru/text/78/040/images/image026_1.png" width="21" height="12"> Le të shqyrtojmë rastin e lëvizjes së ashensorit kur nxitimi a drejtohet vertikalisht poshtë. Nëse boshti i koordinatave OY (Fig. 2) tregojnë vertikalisht poshtë, atëherë vektorët P, g dhe a rezultojnë të jenë paralel me boshtin OY dhe projeksionet e tyre janë pozitive; atëherë ekuacioni P = m(g - a) do të marrë formën: Py = m(gY - aY).

Meqenëse projeksionet janë pozitive dhe paralele me boshtin koordinativ, ato mund të zëvendësohen me module vektorësh: P = m(g - a).

Pesha e një trupi në të cilin drejtimi i nxitimit të lirë dhe të rënies dhe të nxitimit janë të njëjta është më i vogël se pesha e një trupi në qetësi.

1.2. Pesha e një trupi që lëviz me nxitim

Duke folur për peshën e një trupi në një ashensor që lëviz me shpejtësi, merren parasysh tre raste (përveç rastit të pushimit ose lëvizjes uniforme):

1) http://pandia.ru/text/78/040/images/image029_1.png" width="21" height="12">Ahensori lëviz me nxitim lart (mbingarkesat, pesha e trupit është më e madhe se graviteti, P =mg+ma);

2) http://pandia.ru/text/78/040/images/image029_1.png" width="21" height="12">Ahensori lëviz me nxitim në rënie (pesha zvogëlohet, pesha e trupit është më e vogël se graviteti, P=mg-ma);

3) Ashensori po bie (pa peshë, pesha e trupit është zero, P=0).

Këto tre raste nuk shterojnë cilësisht të gjitha situatat. Ka kuptim të shqyrtojmë rastin e 4-të, në mënyrë që analiza të jetë e plotë. (Në të vërtetë, në rastin e dytë supozohet se a< g. Третий случай есть частный для второго при a = g. Случай a >g lënë pa u shqyrtuar.) Për ta bërë këtë, mund t'u bëni nxënësve një pyetje që në fillim i befason : "Si duhet të lëvizë ashensori në mënyrë që një person të mund të ecë në tavan?" Studentët shpejt "mendojnë" se ashensori duhet të lëvizë shumë poshtë me nxitim g i madh. Në të vërtetë: me një rritje të përshpejtimit të ashensorit poshtë, në përputhje me formulën P=mg-ma, pesha e trupit do të ulet. Kur nxitimi a bëhet i barabartë me g, pesha bëhet zero. Nëse vazhdoni të rrisni nxitimin, atëherë mund të supozojmë se pesha e trupit do të ndryshojë drejtimin.

Pas kësaj, ju mund të përshkruani vektorin e peshës trupore në figurë:

Ju mund ta zgjidhni këtë problem në formulimin e kundërt: "Sa do të jetë pesha e trupit në një ashensor që lëviz poshtë me një nxitim a > g?" Kjo detyrë është pak më e vështirë, sepse nxënësit duhet të kapërcejnë inercinë e të menduarit dhe të shkëmbejnë "lart" dhe "poshtë".

Mund të ketë një kundërshtim që rasti i 4-të të mos merret në konsideratë në tekstet shkollore sepse nuk ndodh në praktikë. Por rënia e ashensorit gjithashtu gjendet vetëm në probleme, por, megjithatë, konsiderohet, sepse është i përshtatshëm dhe i dobishëm.

Lëvizja me nxitim të drejtuar poshtë ose lart vërehet jo vetëm në një ashensor ose një raketë, por edhe gjatë lëvizjes së një avioni që kryen aerobatikë, si dhe kur një trup lëviz përgjatë një ure konveks ose konkave. Rasti i 4-të i konsideruar korrespondon me lëvizjen përgjatë " lak i vdekur". Në pikën e sipërme të tij, nxitimi (centripetal) drejtohet poshtë, forca e reagimit të mbështetjes është poshtë dhe pesha e trupit është lart.

Le të imagjinojmë një situatë: një astronaut ka lënë anijen në hapësirë ​​dhe me ndihmën e një motori rakete individuale bën një shëtitje nëpër lagje. Duke u kthyer, ai ekspozoi disi motorin e ndezur, iu afrua anijes me një shpejtësi të tepërt dhe goditi gjurin e tij mbi të. A do të lëndohet ai?

- Nuk do të jetë: në fund të fundit, në mungesë peshe një astronaut është më i lehtë se një pendë, - dëgjohet një përgjigje e tillë.

Përgjigja është e gabuar. Kur ke rënë nga gardhi në tokë, edhe ti ke qenë në gjendje pa peshë. Për kur godet sipërfaqen e tokës ju ndjeni një forcë të dukshme g, aq më e madhe aq më e vështirë ishte vendi në të cilin u rrëzuat dhe aq më e madhe ishte shpejtësia juaj në momentin e kontaktit me tokën.

Papesha dhe pesha nuk kanë asnjë lidhje me ndikimin. Masa dhe shpejtësia janë të rëndësishme këtu, jo pesha.

E megjithatë, astronauti nuk do të lëndohet aq shumë kur godet anijen sa ju kur godet tokën (ceteris paribus: të njëjtat masa, shpejtësi relative dhe e njëjta fortësi e pengesave). Masa e anijes është shumë më e vogël se masa e Tokës. Prandaj, pas goditjes me anijen, një pjesë e dukshme e energjive kinetike të astronautit do të shndërrohet në energjia kinetike anije, dhe pjesa e deformimeve do të jetë më e vogël. Anija do të fitojë shpejtësi shtesë dhe ndjesia e dhimbjes së astronautit nuk do të jetë aq e fortë.

1.3. Papeshë

Nëse trupi, së bashku me mbështetësin, bie lirshëm, atëherë a = g, pastaj nga formula

P = m(g – a) rrjedh se P = 0.

Zhdukja e peshës gjatë lëvizjes së suportit me përshpejtimin e rënies së lirë vetëm nën veprimin e gravitetit quhet pa peshë.

Ekzistojnë dy lloje të mungesës së peshës.

Humbja e peshës që ndodh në distancë e madhe nga trupat qiellorë për shkak të dobësimit të gravitetit, quhet papeshë statike. Dhe gjendja në të cilën ndodhet një person gjatë një fluturimi në orbitë është papeshë dinamike.

Ato shfaqen saktësisht të njëjta. Ndjenjat njerëzore janë të njëjta. Por arsyet janë të ndryshme.

Astronautët në fluturim merren vetëm me papeshë dinamike.

Shprehja "papeshë dinamike" do të thotë: "papeshë që lind nga lëvizja".

Ne e ndiejmë tërheqjen e Tokës vetëm kur i rezistojmë. Vetëm kur “refuzojmë” të biem. Dhe sapo ne "pajtuam" të biem, ndjenja e rëndimit zhduket menjëherë.

Imagjinoni - po ecni me një qen, duke e mbajtur atë në një rrip. Qeni nxitoi diku, e tërhoqi rripin. Ju e ndjeni tërheqjen e rripit - "tërheqjen" e qenit - vetëm kur rezistoni. Dhe nëse vraponi pas qenit, rripi do të ulet dhe ndjenja e tërheqjes do të zhduket.

E njëjta gjë është e vërtetë me tërheqjen e Tokës.

Avioni po fluturon. Në kabinë, dy parashutistë u përgatitën të hidheshin. Toka po i rrëzon. E megjithatë ata rezistojnë. Ata i vendosën këmbët në dyshemenë e avionit. Ata ndiejnë tërheqjen e Tokës - thembra e këmbëve të tyre shtypen në dysheme me forcë. Ata e ndjejnë peshën e tyre. "Rripi është i ngushtë."

Por këtu ata ranë dakord të ndiqnin atje ku i tërheq Toka. Ne qëndruam në buzë të kapakut dhe u hodhëm poshtë. "Plotë rripi." Ndjenja e gravitetit të Tokës u zhduk menjëherë. Ata u bënë pa peshë.

Mund të imagjinohet një vazhdim i kësaj historie.

Njëkohësisht me parashutistët, nga avioni u hodh një kuti e madhe bosh. Dhe tani ata po fluturojnë krah për krah, me të njëjtën shpejtësi, duke bërë salto në ajër, dy njerëz që nuk i hapën parashutat dhe një kuti bosh.

Një burrë zgjati dorën, kapi një kuti që fluturonte aty pranë, hapi derën në të dhe u tërhoq brenda.

Tani, nga dy persona, njëri fluturon jashtë kutisë dhe tjetri fluturon brenda kutisë.

Ata do të ndihen krejtësisht ndryshe.

Ai që fluturon jashtë sheh dhe ndjen se po fluturon me shpejtësi poshtë. Era i fishkëllen në vesh. Toka që po afrohet është e dukshme në distancë.

Dhe ai që fluturon brenda kutisë mbylli derën dhe filloi, duke shtyrë nga muret, të "notonte" përgjatë kutisë. Atij i duket se kutia qëndron në heshtje në Tokë, dhe ai, pasi ka humbur peshë, noton nëpër ajër, si një peshk në një akuarium.

Në mënyrë të rreptë, nuk ka asnjë ndryshim midis dy parashutistëve. Të dy po fluturojnë drejt Tokës me të njëjtën shpejtësi. Por njëri do të thoshte: "Unë jam duke fluturuar", dhe tjetri "Unë po notoj në vend". Puna është se njëri udhëhiqet nga Toka, dhe tjetri nga kutia në të cilën fluturon.

Pikërisht kështu lind gjendja e mungesës së peshës dinamike në kabinën e një anije kozmike.

Në pamje të parë, kjo mund të duket e pakuptueshme. Duket se anija kozmike fluturon paralelisht me Tokën, si një aeroplan. Dhe në një aeroplan që fluturon horizontalisht, nuk ka pa peshë. Por ne e dimë se anija kozmike-satelit po bie vazhdimisht. Duket shumë më tepër si një kuti e rënë nga një aeroplan sesa një aeroplan.

Papeshë dinamike ndodh ndonjëherë edhe në Tokë. Pa peshë, për shembull, notarë-zhytës që fluturojnë në ujë nga një kullë. Skiatorë pa peshë për disa sekonda gjatë kërcimit me ski. Parashutistët që bien si një gur janë pa peshë derisa të hapin parashutat e tyre. Për trajnimin e astronautëve për tridhjetë deri në dyzet sekonda, krijoni mungesë peshe në një aeroplan. Për ta bërë këtë, piloti bën një "rrëshqitje". Ai përshpejton aeroplanin, fluturon pjerrët në mënyrë të pjerrët lart dhe fiket motorin. Avioni fillon të fluturojë nga inercia, si një gur i hedhur me dorë. Në fillim ngrihet pak, pastaj përshkruan një hark, duke u kthyer poshtë. Zhyt në Tokë. Gjatë gjithë kësaj kohe, avioni është në një gjendje të rënies së lirë. Dhe gjatë gjithë kësaj kohe, pa peshë e vërtetë mbretëron në kabinën e tij. Pastaj piloti ndiz përsëri motorin dhe e nxjerr me kujdes avionin nga zhytja në fluturim të nivelit normal. Kur motori ndizet, mungesa e peshës zhduket menjëherë.

Në një gjendje pa peshë, të gjitha grimcat e një trupi në gjendje pa peshë ndikohen nga graviteti, por nuk ka forcat e jashtme aplikuar në sipërfaqen e trupit (për shembull, reagimet mbështetëse), të cilat mund të shkaktojnë presion të ndërsjellë të grimcave mbi njëra-tjetrën. Një fenomen i ngjashëm vërehet për trupat e vendosur në një satelit artificial të Tokës (ose në një anije kozmike); këta trupa dhe të gjitha grimcat e tyre, pasi kanë marrë, së bashku me satelitin, shpejtësinë fillestare përkatëse, lëvizin nën ndikimin e forcave gravitacionale përgjatë orbitave të tyre me nxitime të barabarta, si të lira, pa ushtruar presion të ndërsjellë mbi njëri-tjetrin, d.m.th. në gjendje pa peshë. Ashtu si një trup në një ashensor, ato ndikohen nga forca e gravitetit, por nuk ka forca të jashtme të aplikuara në sipërfaqet e trupave që mund të shkaktojnë presione të ndërsjella të trupave ose grimcave të tyre mbi njëri-tjetrin.

Në përgjithësi, një trup nën veprimin e forcave të jashtme do të jetë në gjendje pa peshë nëse: a) forcat e jashtme që veprojnë janë vetëm në masë (forcat gravitacionale); b) fusha e këtyre forcave trupore është lokalisht homogjene, domethënë, forcat e fushës u japin të gjitha grimcave të trupit në secilën nga pozicionet e tij identike për nga madhësia dhe drejtimi i nxitimit; c) shpejtësitë fillestare të të gjitha grimcave të trupit janë të njëjta në modul dhe drejtim (trupi lëviz përpara). Kështu, çdo trup dimensionet e të cilit janë të vogla në krahasim me rrezen e tokës, duke e bërë të lirë lëvizje përpara në fushën gravitacionale të Tokës, në mungesë të forcave të tjera të jashtme, do të jetë në gjendje pa peshë. Rezultati do të jetë i ngjashëm për lëvizjen në fushën gravitacionale të çdo trupi tjetër qiellor.

Për shkak të ndryshimit të rëndësishëm midis kushteve të mungesës së peshës dhe kushteve tokësore, në të cilat krijohen dhe korrigjohen pajisjet dhe asambletë satelitët artificialë Toka, anijet kozmike dhe mjetet e tyre nisëse, problemi i mungesës së peshës zë një vend të rëndësishëm midis problemeve të tjera të astronautikës. Kjo është më e rëndësishmja për sistemet që kanë rezervuarë të mbushur pjesërisht me lëng. Këto përfshijnë sisteme shtytëse me LRE (të lëngshme - motorët reaktiv), i projektuar për përfshirje të përsëritur në kushtet e fluturimit në hapësirë. Në kushte pa peshë, lëngu mund të zërë një pozicion arbitrar në rezervuar, duke prishur kështu funksionimin normal të sistemit (për shembull, furnizimin e komponentëve nga rezervuarët e karburantit). Prandaj, për të siguruar lëshimin e sistemeve të lëvizjes së lëngshme në kushte pa peshë, përdoren këto: ndarja e fazave të lëngshme dhe të gazta në rezervuarët e karburantit duke përdorur ndarës elastikë; fiksimi i një pjese të lëngut në pajisjen e marrjes së sistemeve të rrjetit (faza e raketave Agena); krijimi i mbingarkesave afatshkurtra ("graviteti" artificial) përpara se të ndizni sistemin kryesor të shtytjes me ndihmën e një mjeti ndihmës. motorët e raketave Përdorimi i teknikave speciale është gjithashtu i nevojshëm për ndarjen e fazave të lëngshme dhe të gazta në kushte pa peshë në një numër njësish të sistemit të mbështetjes së jetës, në qelizat e karburantit sistemet e furnizimit me energji elektrike (për shembull, grumbullimi i kondensatës me një sistem fitilash poroze, ndarja e fazës së lëngshme duke përdorur një centrifugë). Mekanizmat anije kozmike(për të hapur Panele diellore, antenat, për kyçje, etj.) janë krijuar për të punuar në gravitet zero.

Papesha mund të përdoret për të zbatuar disa procese teknologjike që janë të vështira ose të pamundura për t'u zbatuar në kushte tokësore (për shembull, marrja e materialeve të përbëra me një strukturë uniforme në të gjithë vëllimin, marrja e trupave të një forme ekzakte sferike nga materiali i shkrirë për shkak të forcave tensioni sipërfaqësor dhe etj.). Eksperimenti i parë i saldimit materiale të ndryshme në vakum të gravitetit zero u krye gjatë fluturimit të anijes sovjetike "Soyuz - 6" (1969). Një sërë eksperimentesh teknologjike (për saldimin, studimin e rrjedhës dhe kristalizimit të materialeve të shkrirë, etj.) u kryen në stacionin orbital amerikan Skylab (1973).

Shkencëtarët kryejnë eksperimente të ndryshme në hapësirë, vendosin eksperimente, por ata kanë pak ide rezultati përfundimtar këto veprime. Por nëse ndonjë eksperiment ka dhënë një rezultat të caktuar, atëherë duhet ta kontrolloni atë për një kohë të gjatë në mënyrë që përfundimisht të shpjegoni dhe zbatoni njohuritë e marra në praktikë.

Më poshtë janë përshkrimet e disa prej eksperimenteve dhe lajm interesant për mungesën e peshës, mbi të cilën ka ende punë për të bërë.

1.4. Eshte interesante

1.4.1. Flakë në mungesë peshe

Në Tokë, për shkak të gravitetit, lindin rryma konvekcioni, të cilat përcaktojnë formën e flakës. Ata ngrenë grimca të blozës së kuqe të nxehtë që rrezatojnë dritë e dukshme. Për shkak të kësaj, ne shohim flakën. Në mungesë të peshës, nuk ka rryma konvekcioni, grimcat e blozës nuk ngrihen dhe flaka e qiririt merr një formë sferike. Meqenëse materiali i qiririt është një përzierje e hidrokarbureve të ngopura, ato lëshojnë hidrogjen kur digjen, i cili digjet me një flakë blu. Shkencëtarët po përpiqen të kuptojnë se si dhe pse zjarri përhapet në gravitetin zero. Studimi i flakës në kushte pa peshë është i nevojshëm për të vlerësuar rezistencën ndaj zjarrit të një anije kozmike dhe për të zhvilluar mjete speciale për shuarjen e zjarrit. Kështu që ju mund të siguroni sigurinë e astronautëve dhe automjeteve.

1.4.2. Dridhja e lëngut përshpejton vlimin e tij në mungesë peshe

Në mungesë të peshës, zierja bëhet një proces shumë më i ngadalshëm. Megjithatë, siç kanë zbuluar fizikanët francezë, dridhja e një lëngu mund të shkaktojë që ai të vlojë me dhunë. Ky rezultat ka implikime për industrinë hapësinore.

Secili prej nesh ka vëzhguar në mënyrë të përsëritur kalimin fazor të një lëngu në një gaz nën ndikimin e temperaturë të lartë d.m.th., e thënë thjesht, procesi i zierjes. Flluskat e avullit, duke u shkëputur nga burimi i nxehtësisë, nxitojnë lart dhe një pjesë e re e lëngut hyn në vendin e tyre. Si rezultat, zierja shoqërohet me përzierjen aktive të lëngut, gjë që rrit shumë shkallën e shndërrimit të tij në avull.

Rolin kryesor në këtë proces të turbullt e luan forca e Arkimedit që vepron në flluskë, e cila, nga ana tjetër, ekziston për shkak të gravitetit. Në kushtet e mungesës së peshës, nuk ka peshë, nuk ka koncept "më të rëndë" dhe "më të lehtë", dhe për këtë arsye flluskat e avullit të ndezur nuk do të notojnë askund. Rreth elementit ngrohës formohet një shtresë avulli, e cila parandalon transferimin e nxehtësisë në të gjithë vëllimin e lëngut. Për këtë arsye, zierja e lëngjeve në mungesë peshe (por me të njëjtin presion, dhe aspak në vakum!) do të vazhdojë në një mënyrë krejtësisht të ndryshme se në Tokë. Një kuptim i detajuar i këtij procesi është thelbësor për funksionimin e suksesshëm të anijes kozmike që transporton tonelata të lëndëve djegëse të lëngshme.

Për të kuptuar këtë proces, është shumë e rëndësishme të kuptoni se çfarë dukuritë fizike mund të përshpejtojë vlimin në mungesë peshe. Një artikull i fundit nga fizikanët francezë përshkruan rezultatet studim pilot si ndikojnë dridhjet me frekuencë të lartë në shpejtësinë e vlimit.

Si një substancë pune, studiuesit zgjodhën hidrogjenin e lëngshëm - karburantin më të lehtë të raketës. Gjendja e mungesës së peshës u krijua artificialisht, me ndihmën e një johomogjene të fortë fushë magnetike, e cila sapo kompensoi forcën e gravitetit (lexoni rreth levitacionit magnetik në artikullin tonë Superpërçueshmëria magnetike: ngritja në oksigjen të lëngshëm). Temperatura dhe presioni i kampionit u zgjodhën në mënyrë që kalimi fazor të ndodhte sa më ngadalë dhe të shiheshin të gjitha tiparet e tij.

Rezultati kryesor i eksperimenteve të fizikantëve francezë është se, në kushte pa peshë, dridhja përshpejton shndërrimin e lëngut në avull. Nën veprimin e dridhjeve brenda pak lëng i mbinxehur shfaqet një "grumbullim vëllimor": një rrjet me fraksione të vogla me madhësi milimetri, flluska avulli në një lëng. Në fillim, këto flluska rriten ngadalë, por pas 1-2 sekondash nga fillimi i ekspozimit, i gjithë procesi përshpejtohet ndjeshëm: lëngu fjalë për fjalë vlon.

Sipas autorëve, ka dy arsye për këtë sjellje. Së pari, ndërsa flluskat e avullit janë të vogla, viskoziteti i lëngut, si të thuash, "i mban" ato në vend, duke i penguar ata të afrohen shpejt me njëri-tjetrin. Për flluska të mëdha, viskoziteti zbehet në sfond, dhe bashkimi i tyre dhe rritja e mëtejshme bëhen më intensive. Arsyeja e dytë qëndron në vetë thelbin e ligjeve matematikore që rregullojnë lëvizjen e lëngjeve. Këto ligje janë jolineare, që do të thotë se dridhjet e jashtme jo vetëm që shkaktojnë që lëngu "të shkundet mirë", por gjithashtu gjenerojnë rrjedha në shkallë të gjerë në të. Janë këto rryma, pasi janë përshpejtuar, që përziejnë në mënyrë efektive vëllimin e punës dhe çojnë në një përshpejtim të procesit.

Autorët e veprës theksojnë se fenomeni që ata zbuluan është jo vetëm me interes aplikativ, por edhe thjesht shkencor. Në eksperimentet e tyre, rrjedhat komplekse hidrodinamike që shoqërojnë evolucionin e rrjetit të flluskave zhvillohen paralelisht me tranzicioni fazor. Të dyja këto dukuri mbështesin dhe përforcojnë njëra-tjetrën, duke çuar në paqëndrueshmëri ekstreme të lëngjeve edhe në gravitetin zero.

Uji i vluar në Tokë dhe në gravitet zero (imazhi nga nasa.gov)

Pra, duke kuptuar shkaqet e mungesës së peshës dhe tiparet e këtij fenomeni, mund të vazhdojmë me pyetjen e ndikimit të tij në trupin e njeriut.

Kapitulli 2Njeriu dhe mungesa e peshës

Ne jemi mësuar me gravitetin tonë. Jemi mësuar me faktin që të gjitha objektet rreth nesh kanë peshë. Ne nuk përfaqësojmë asgjë tjetër. Jo vetëm jeta jonë kaloi në kushte peshe. E gjithë historia e jetës në Tokë vazhdoi në të njëjtat kushte. Graviteti i tokës nuk është zhdukur kurrë në miliona vjet. Prandaj, të gjithë organizmat që jetojnë në planetin tonë janë përshtatur prej kohësh për të mbajtur peshën e tyre.

Tashmë në kohët më të lashta, në trupin e kafshëve formoheshin kocka, të cilat u bënë mbështetëse për trupin e tyre. Kafshët pa kocka nën ndikim gravitetit Ata do të "përhapen" në tokë, si një kandil deti i butë i nxjerrë nga uji në breg.

Të gjithë muskujt tanë janë përshtatur gjatë miliona viteve për të lëvizur trupin tonë, duke kapërcyer gravitetin e Tokës.

Dhe brenda trupit tonë gjithçka është përshtatur me kushtet e gravitetit. Zemra ka muskuj të fuqishëm, të krijuar për të pompuar vazhdimisht disa kilogramë gjak. Dhe nëse poshtë, në këmbë, ajo ende rrjedh lehtësisht, atëherë lart, në kokë, duhet të aplikohet me forcë. Të gjitha organet tona të brendshme janë të varura në ligamente të forta. Nëse nuk do të ishin aty, të brendshmet do të "rrokulliseshin" poshtë, do të grumbulloheshin së bashku atje.

Për shkak të peshës së vazhdueshme, ne kemi zhvilluar një organ të veçantë, aparatin vestibular, i vendosur thellë në kokë, pas veshit. Na lejon të ndjejmë se në cilën anë është Toka nga ne, ku është "lart" dhe ku "poshtë".

Aparati vestibular është një zgavër e vogël e mbushur me lëng. Ato përmbajnë gurë të vegjël. Kur një person qëndron drejt, guralecat shtrihen në fund të zgavrës. Nëse një person shtrihet, guralecat do të rrokullisen dhe do të shtrihen në murin anësor. Truri i njeriut e ndjen këtë. Dhe një person, edhe me sytë e tij të mbyllur, do të tregojë menjëherë se ku është fundi.

Pra, gjithçka tek njeriu është përshtatur me kushtet në të cilat ai jeton në sipërfaqen e planetit Tokë.

Dhe cilat janë kushtet e jetës njerëzore në një gjendje kaq të veçantë si mungesa e peshës?

Është veçanërisht e rëndësishme të merret parasysh veçoria e mungesës së peshës gjatë fluturimit të anijes kozmike të drejtuar: kushtet e jetës së një personi në një gjendje pa peshë ndryshojnë ndjeshëm nga ato të zakonshme tokësore, gjë që shkakton një ndryshim në një numër funksionesh jetësore të tij. Pra, mungesa e peshës vendos qendrën sistemi nervor dhe receptorët e shumë sistemeve analizues (aparati vestibular, aparati muskulo-artikular, enët e gjakut) në kushte të pazakonta funksionimi. Prandaj, mungesa e peshës konsiderohet si një stimul specifik integral që prek organizmin e njeriut dhe të kafshëve gjatë gjithë fluturimit orbital. Përgjigja ndaj këtij stimuli është proceset adaptive në sistemet fiziologjike; shkalla e manifestimit të tyre varet nga kohëzgjatja e mungesës së peshës dhe, në një masë shumë më të vogël, nga veçoritë individuale organizëm.

Efekti negativ i mungesës së peshës në trupin e njeriut gjatë fluturimit mund të parandalohet ose kufizohet me mjete dhe metoda të ndryshme (stërvitje muskulore, stimulim elektrik i muskujve, presion negativ i aplikuar në gjysmën e poshtme të trupit, mjete farmakologjike dhe mjete të tjera). Në një fluturim që zgjati rreth 2 muaj (ekuipazhi i dytë në stacionin amerikan Skylab, 1973), u arrit një efekt i lartë parandalues ​​kryesisht për shkak të stërvitjes fizike të kozmonautëve. Puna me intensitet të lartë, e cila shkaktonte një rritje të rrahjeve të zemrës deri në 150-170 rrahje në minutë, kryhej në një ergometër biçiklete për 1 orë në ditë. Rivendosja e funksionit të qarkullimit të gjakut dhe frymëmarrjes ndodhi 5 ditë pas uljes. Ndryshimet metabolike, çrregullimet statike-kinetike dhe vestibulare ishin të shprehura dobët.

Një mjet efektiv ka të ngjarë të jetë krijimi i një "graviteti" artificial në bordin e anijes, i cili mund të merret, për shembull, duke e bërë stacionin në formën e një rrote të madhe rrotulluese (d.m.th., duke mos lëvizur përpara) dhe duke vendosur dhomat e punës në "rim" të saj. Për shkak të rrotullimit të "buzës" së trupit në të, ato do të shtypen në sipërfaqen e tij, e cila do të luajë rolin e "dyshemesë" dhe reagimi i "dyshemesë" që aplikohet në sipërfaqet e trupave do të krijojnë "gravitet" artificial. Krijimi i "gravitetit" artificial në anijen kozmike mund të sigurojë parandalimin e efektit negativ të mungesës së peshës në organizmat e kafshëve dhe njerëzve.

Për të zgjidhur një numër problemesh teorike dhe praktike të mjekësisë hapësinore, përdoren gjerësisht metoda laboratorike për modelimin e mungesës së peshës, duke përfshirë kufizimin e aktivitetit të muskujve, duke e privuar një person nga mbështetja e zakonshme në boshti vertikal trupi, një ulje e presionit hidrostatik të gjakut, e cila arrihet duke qëndruar një person në një pozicion horizontal ose në një kënd (koka poshtë këmbëve), një pushim i zgjatur i vazhdueshëm në shtrat ose duke e zhytur një person për disa orë ose ditë në një lëng (kështu që -i quajtur zhytje) medium.

Kushtet e mungesës së peshës prishin aftësinë për të vlerësuar saktë madhësinë e objekteve dhe distancat ndaj tyre, gjë që i pengon astronautët të lundrojnë në hapësirën përreth dhe mund të çojë në aksidente gjatë fluturimeve në hapësirë, sipas një artikulli nga shkencëtarët francezë të botuar në revistën Acta Astronautica. Deri më sot, janë grumbulluar shumë prova që gabimet e kozmonautëve në përcaktimin e distancave nuk ndodhin rastësisht. Shpesh objektet e largëta u duken më afër se sa janë në të vërtetë. Shkencëtarët nga Qendra Kombëtare Franceze kërkimin shkencor kreu një test eksperimental të aftësisë për të vlerësuar distancat në kushtet e mungesës së peshës së krijuar artificialisht kur një avion po fluturon përgjatë një parabole. Në këtë rast, mungesa e peshës zgjat një periudhë shumë të shkurtër - rreth 20 sekonda. Vullnetarëve iu tregua një imazh i papërfunduar i një kubi me ndihmën e syzeve speciale dhe iu kërkua të plotësonin atë të saktë. figura gjeometrike. Nën gravitetin e zakonshëm, subjektet tërhiqnin të gjitha anët e barabarta, por gjatë mungesës së peshës ata nuk arritën ta kryejnë testin në mënyrë korrekte. Sipas shkencëtarëve, ky eksperiment tregon se është mungesa e peshës, dhe jo përshtatja afatgjatë me të, ajo që duhet të konsiderohet si faktor i rëndësishëm perceptimi shtrembërues.

2.1. Studimi i problemeve të jetës në hapësirë

Libri "Skylab Orbital Station", i shkruar në vitin 1977 nga ekspertët kryesorë amerikanë të astronautikës Profesor E. Stuhlinger dhe Dr. L. Bellew, mbikëqyrësit shkencorë të programit Skylab të zbatuar nga NASA, tregon për kërkimet e kryera në orbitale stacion

ndikimi i ushtruar nga hapësira e jashtme përreth në aftësitë e anëtarëve të ekuipazhit. Programi i kërkimit biomjekësor mbuloi katër fushat e mëposhtme: eksperimentet mjekësore përfshinin studime të thella të atyre efekteve fiziologjike dhe periudhës së veprimit të tyre që u vëzhguan gjatë fluturimeve të mëparshme.

Eksperimentet biologjike përfshinin studimin e proceseve themelore biologjike që mund të ndikohen nga kushtet e mungesës së peshës.

Eksperimentet bioteknike kishin për qëllim zhvillimin e efikasitetit të sistemeve njeri-makinë gjatë punës në hapësirë ​​dhe në përmirësimin e teknikës së përdorimit të biopajisjeve. Këtu janë disa tema kërkimore:

studimi i bilancit të kripës;

studime biologjike të lëngjeve të trupit;

studimi i ndryshimeve në indet e eshtrave;

krijimi i presionit negativ në pjesën e poshtme të trupit gjatë fluturimit;

Marrja e kardiogramave vektoriale;

· analizat citogjenetike të gjakut;

Hulumtimi i imunitetit;

Hetimi i ndryshimeve në vëllimin e gjakut dhe jetëgjatësia e rruazave të kuqe të gjakut;

studime të metabolizmit të qelizave të kuqe të gjakut;

studimi i efekteve të veçanta hematologjike;

· studimi i ciklit të gjumit dhe zgjimit në kushtet e fluturimit në hapësirë;

filmimi i astronautëve gjatë operacioneve të caktuara të punës;

matja e shkallës metabolike;

matja e peshës trupore të astronautit në kushtet e fluturimit në hapësirë;

· Studimet e efektit të mungesës së peshës në qelizat e gjalla dhe indet e njeriut. (Shtojca 1)

Material i madh shkencor dhe praktik është grumbulluar nga shkencëtarët dhe kozmonautët rusë.

A është e mundur të operosh njerëz në gravitet zero? Në pamje të parë, kjo pyetje duket e pabesueshme, por, në fakt, shumëçka është e mundur në botën tonë!

Kjo tregoi se shkencëtarët ishin në gjendje të kalonin nga eksperimentet, të cilat shpesh kishin disa të meta dhe kërkonin përmirësim, në zbulime reale dhe ishin në gjendje të provonin në praktikë se është e mundur të operohet një person në gravitet zero!

2.2. Operacioni në hapësirë

Mjekët francezë të udhëhequr nga profesori Dominique Martin nga Bordeaux kryen operacionin e parë kirurgjik në botë në gravitet zero. Eksperimenti u krye në bordin e aeroplanit A-300 në një modul të pajisur posaçërisht. Në të morën pjesë tre kirurgë dhe dy anesteziologë, të cilët duhej të hiqnin në kushte një tumor dhjamor në krahun e një pacienti vullnetar, 46-vjeçarit Philippe Sancho.

Siç tha profesor Marten, detyra e profesionit mjekësor nuk ishte të demonstronte arritjet teknike, por për të testuar fizibilitetin e operacionit në kushte pa peshë. “Ne kemi simuluar një situatë që korrespondon me kushtet e hapësirës së jashtme dhe tani e dimë se një person mund të operohet në hapësirën e jashtme pa komplikime serioze”, shtoi kirurgu. Sipas tij, operacioni për heqjen e tumorit ka zgjatur gjithsej më pak se 10 minuta. Regjimi tre-orësh i fluturimit në bordin e A-300 ishte projektuar në atë mënyrë që gjatë kësaj kohe gjendja e mungesës së peshës u krijua 32 herë, ku secila fazë zgjati rreth 20 sekonda. “Nëse do të ishim vazhdimisht në gjendje pa peshë për dy orë, do të mund të operonim apendicitin”, tha profesor Marten.

Faza tjetër e eksperimentit, e cila është planifikuar të kryhet pas rreth një viti, do të jetë një operacion kirurgjik, i cili do të duhet të kryhet nga një robot mjekësor i kontrolluar me komanda nga një bazë tokësore.

2.3. Zbatimi i zhvillimeve hapësinore në Tokë

Ne lëvizim gjithnjë e më pak dhe gjithnjë e më shumë si astronautë që notojnë në gravitetin zero. Në çdo rast, ne përjetojmë të gjitha disavantazhet e një uljeje të aktivitetit motorik nga i cili vuajnë plotësisht kozmonautët. Për ata që punojnë në orbitë, shkencëtarët kanë dalë me shumë mënyra për t'i kundërshtuar ato. Në Tokë, siç është bërë e qartë kohët e fundit, disa nga këto shpikje po ngrihen përsëri në këmbë edhe ata që nuk kanë ecur fare. “Në hapësirë ​​dhe në Tokë, faktorët e ndikimit janë të ngjashëm, kështu që metodat e kundërveprimit të efekteve që zhvillohen në mungesë peshe rezultuan të zbatueshme në jeta e zakonshme, - thotë shefi i departamentit të fiziologjisë sensorimotore dhe parandalimit të Institutit të Problemeve Biomjekësore Inessa Benediktovna KOZLOVSKAYA. - Një rënie në aktivitetin motorik (hipokinezia) po bëhet një faktor kryesor në jetën e shoqërisë sonë: ne ndalojmë së lëvizuri. Një studiues amerikan monitoroi aktivitetin e përditshëm të muskujve në njerëz të profesioneve të ndryshme dhe në kafshë. Doli se aktiviteti ynë në krahasim me aktivitetin e çdo krijese të gjallë (minjtë, macet, qentë, majmunët) është më pak se dy rend të madhësisë.

Jemi në prag të një sëmundjeje hipokinetike, një sëmundje e detrainimit të thellë, shprehjen më të habitshme të së cilës e pamë te kozmonautët në vitin 1970. Pas kthimit nga një fluturim 17-ditor, ata vërtet nuk mund të ngriheshin dhe të lëviznin, e kishin të vështirë edhe të merrnin frymë, sepse edhe muskujt e frymëmarrjes ishin deformuar.

"Ne simuluam efektin e mungesës së peshës në Tokë duke përdorur zhytjen e thatë," thotë Irina SAENKO, Hulumtuese e Lartë, Shef i Departamentit të Fiziologjisë Klinike të Qendrës Shkencore Shtetërore të Federatës Ruse, Instituti i Problemeve Biomjekësore, Akademia Ruse e Shkencave. - Për ta bërë këtë, një film i hollë i papërshkueshëm nga uji vendoset në një pellg uji me madhësi dukshëm më të madhe se sipërfaqja e ujit dhe personi zhytet në ujë duke u ndarë prej tij. Në të njëjtën kohë, ai humbet mbështetjen e tij dhe ne shohim se si menjëherë fillojnë të zhvillohen çrregullimet motorike: qëndrimi dhe koordinimi i akteve motorike vuajnë. Ai qëndron i paqëndrueshëm, ecën keq dhe siklet, kryen operacione të sakta me vështirësi. Për të parandaluar këto çrregullime, u propozua të stimulohen zonat mbështetëse të këmbëve duke aplikuar një ngarkesë afërsisht të barabartë me atë që ndodh në Tokë kur qëndroni në këmbë dhe ecni.

Përveç kësaj, të tjera mënyra efektive trajtimi i njerëzve në kushte tokësore, për shembull, kostumi Penguin filloi të futet në mjekësinë tokësore në 1992 (ai është përdorur në hapësirë ​​për më shumë se 20 vjet), stimulim elektrik me frekuencë të lartë dhe me intensitet të lartë për trajtimin e fëmijëve. me paralizë cerebrale dhe persona të cilët për shkak të sëmundjes gënjejnë gjatë.

Pra, kapitulli i dytë dhe i fundit i esesë ka përfunduar. Pas prezantimit të të gjithë materialit, do të doja të vazhdoja në përfundim.

PËRFUNDIM

Pra, në përfundim të punës sime, do të doja të kujtoja edhe një herë dispozitat kryesore të abstraktit, të cilat zbulojnë thelbin e temës:

1) Papeshë ndodh kur trupi bie lirshëm së bashku me mbështetësin, d.m.th., nxitimi i trupit dhe mbështetja është e barabartë me nxitimin e rënies së lirë;

2) Ekzistojnë dy lloje të mungesës së peshës: statike dhe dinamike;

3) Papesha mund të përdoret për të zbatuar disa procese teknologjike që janë të vështira ose të pamundura për t'u zbatuar në kushte tokësore;

4) Studimi i flakëve në kushte pa peshë është i nevojshëm për të vlerësuar rezistencën ndaj zjarrit të një anije kozmike dhe për të zhvilluar mjete speciale për shuarjen e zjarrit;

5) Një kuptim i detajuar i procesit të zierjes së lëngshme në hapësirë ​​është jashtëzakonisht i rëndësishëm për funksionimin e suksesshëm të anijes kozmike që transporton tonelata karburant të lëngshëm në bord;

6) Efekti i mungesës së peshës në trup është negativ, pasi shkakton një ndryshim në një sërë funksionesh jetësore të tij. Kjo mund të korrigjohet duke krijuar gravitet artificial në anijen kozmike, duke kufizuar aktivitetin e muskujve të astronautëve, etj.

7) Një person mund të operohet në hapësirën e jashtme, në kushte pa peshë. Kjo u vërtetua nga mjekët francezë të udhëhequr nga profesori Dominique Martin nga Bordeaux.

Kështu, mund të gjesh shumë informacione të ndryshme për mungesën e peshës, por mendoj se në punën time materiali është paraqitur në një farë mënyre, pasi ai konsiderohet nga dy këndvështrime. pika të ndryshme vizioni: fizik dhe mjekësor. Gjithashtu në abstrakt janë përshkrimet e disa eksperimenteve që shkencëtarët kanë kryer në mungesë peshe. Kjo, për mendimin tim, jep një paraqitje vizuale të mungesës së peshës, mekanizmin e shfaqjes së saj, tiparet e këtij fenomeni dhe efektin në trup. Dy këndvështrime për fenomenin e mungesës së peshës - fizike dhe mjekësore - janë plotësuese, pasi mjekësia është e pamundur pa fizikën!

Letërsia

1) I madh Enciklopedia Sovjetike(në 30 vëllime). Ch. ed. . Ed.3. M., "Enciklopedia Sovjetike", 1974.

2) Kabardin: Materialet referuese: Tutorial për studentë - Botimi III - M.: Iluminizmi, 1991. - 367f.

3), Në ​​orbitë - një anije kozmike. - M .: Pedagogji, 1980

4) Makovetsky deri në rrënjë! Një koleksion problemesh dhe pyetjesh kurioze. - M.: Nauka, 1979

5) Chandaeva dhe njeriu. -M.: SHA "Aspect Press", 1994

6) Belyu L., Stulinger E. Stacioni orbital "Skylab". USA, 1973. (Përkthim i shkurtuar nga anglishtja). Ed. Doktor i fizikës dhe matematikës shkencat. M., "Inxhinieri", 1977 - Mënyra e hyrjes: http://epizodsspace. *****/bibl/skylab/obl. html

7) Dyubankova O. Mjekësia hapësinore nuk arrin në Tokë *****/online/shëndet/511/03_01

8) Ivanov I. Dridhja e një lëngu përshpejton vlimin e tij në mungesë peshe. Faqja e internetit: Elementet. Lajmet shkencore. Mënyra e hyrjes - http://*****/news/164820?faqe

9) Klushantsev P. Shtëpia në orbitë: Tregime rreth stacioneve orbitale. - L .: Det. lit., 1975. - Fq.25-28. Per. në email pamje. Yu. Zubakin, 2007- Mënyra e aksesit: (http://www. *****, http://epizodsspace. *****/bibl/Klusantsev/dom-na-orb75/Klushantsev_04. htm)

10) Njerëzit mund të operohen në hapësirë. Mjekët francezë kryen operacionin e parë kirurgjik në gravitet zero. Faqja e internetit gazeta ruse. RIA News. – Mënyra e hyrjes: http://www. *****/2006/09/28/nevesomost-anons. html

11) Flaka në mungesë peshe. Biblioteka Moshkov. – Mënyra e hyrjes: http://*****/tp/nr/pn. htm

12) Shkencëtarët kanë përcaktuar pse mungesa e peshës është e rrezikshme. Gazeta-24. – Mënyra e hyrjes: RIA Novosti http://24.ua/news/show/id/66415.htm

SHTOJCA

Shtojca 1

http://pandia.ru/text/78/040/images/image038_0.jpg" width="265" height="188 src=">

Oriz. 2. Pajisja për përcaktimin e masës së mostrave në mungesë peshe:
1 - mbulesë elastike

http://pandia.ru/text/78/040/images/image040.jpg" width="426" height="327 src=">

Oriz. 4. Operacioni me anijen kozmike LBNP në bordin e stacionit Skylab (figura)

http://pandia.ru/text/78/040/images/image042.jpg" width="185" height="201">

Oriz. 6. Matja e peshës trupore

http://pandia.ru/text/78/040/images/image044.jpg" width="242" height="455 src=">

Oriz. 8. Studimi i gjumit dhe reagimet gjatë gjumit të astronautëve

Oriz. 9. Studimi i karakteristikave metabolike të një astronauti gjatë eksperimenteve në një ergometër biçiklete:
1 - ergometër për biçikleta; 2 - analizues metabolik: 3 - grykë; 4 - zorrë; 5 - sonda për matjen e temperaturës; 6 - elektroda