在太空轨道上的宇航员受到的重力

当你们看一下宇航员的镜头或照片 看起来好像没有重力作用 任何东西在任何方向都不会下落 实际上甚至不能确定哪个是上 哪个是下 所有东西都是漂浮的 如果我推一下这堵墙 我就会向这个方向漂浮 所以看起来不像 有像重力一样让任何东西落下的影响 但是问题是 这些宇航员 离着一个超大的天体不是很远 实际上航天飞机 航天飞机 离地球表面只有几百英里 所以航天飞机 如果我把它画出来 就应该在这里 我们知道 我们知道 两个物体之间的万有引力等于G 引力常数 乘以第一个物体的质量 乘以第二个物体的质量 除以两个物体之间距离的平方 如果航天飞机在这里 离地球表面只有几百英里 这个r不是这个距离差 它比 比到地球表面的距离大一点 记住 这个r是从你们所处的位置到中心的距离 从地球中心算起 实际上r是物体中心到地球中心的距离 地球中心占据了大部分的距离 所以 如果我在地球表面 或者如果我离地球表面只有几百英里 or if I‘m at just the few hundred miles above the surface of the earth 我不会显著地改变r 尤其是用百分比表示 所以当你们这么看 显然 离地球表面只有几百英里 的人受到的重力作用 应该和地球表面的人受到的重力 没什么很大不同 所以我的问题是 这是为什么？ 如果空中有重力 为什么在所有的照片中 人们都是这样漂浮的 答案是 太空中也有引力 这些人实际上在下落 由于它们绕着地球移动的很快 就失重了 我给你们展示一下我说的是什么 所以如果我选一个 如果可以 如果看一下 我在非洲 我向天上抛射什么东西 或许我有一个很好的弹弓 我应该以45度角 把物体非常快地扔出去 它最终会飞起一段高度 最后落到这一点 这实际上已经是个非常强的弹弓 我让这飞了几千英里 至少超过一千英里 如果我让它飞的更快点 如果我多用点力 如果我让初射速度更快一点 它就会走的更远 但是最后它还是会落到地面上 我们让它的速度比这更快一点 然后它还是会落到地面上 再快一点 然后它仍然会落到地面上 我认为你们可能看出来了要发生什么 我们让这更快 所以如果比这更快 最后会落到地面上 更快 所以如果你们 如果你们扔一个物体比这更快 它就会走得很远 然后落到地面上 我认为你们能看出来发生了什么 每一次 越来越快 这个物体被扔出的速度越来越快 飞的越来越远 松开手时候的弹射速度 每一次 当它要落向地面 它飞得很快 以至于离开了地球 所以它就围着地球转啊转 这样被抛出的物体应该在轨道上 所以发生的是 如果对于弹射出的物体没有重力 如果没有重力 这个物体就会直接飞向太空 但是因为重力是恒定的 把它推向地心 或抛射物的中心 地球的中心也被推向这个物体 我猜这是个更好的思考方法 万有引力起了这样的作用 所以它的曲线 它的路径 如果飞行够快 我们讨论的 弹射出的任何物体 都能绕着地球旋转 因为对于大部分大气层 如果够高 特别就像航天飞机飞得那样 这里没有空气 没有明显阻力 这个物体就可以一直旋转很长时间 尽管这里有一点阻力 这就是为什么随着时间流逝 有流星落下 因为这里只有一点空气阻力 所以这个难题的答案 是 实际上这里有重力 这不是个没有重力的环境 宇航员和航天飞机和太空中所有别的物体 都在下落 但是移动够快 所以它们不会撞到地球 它一直绕着地球 它一直转啊转 但是 它的确在重力的影响之下 如果它们减速 如果它们打破和地球的关系 如果它们 你们知道 它们在这里制动 它们就会落向地球 到空中三四百英里的太空中 突然重力消失了 没什么特别的 引力的影响实际上在某些程度上一直存在 不能在某些点变得很小 但是肯定在几百英里高的空中 这里确实有重力 它让它们在轨道中 它们速度够快 所以如果它们下落 它们不会撞上地球 如果你们想要模拟重力 这实际上就是NASA 模仿重力用的方法 他们把人放进飞机 他们把这叫做呕吐火箭 因为这将会让人呕吐 他们让人做抛射运动 所以如果这是地面- 抛射路径或应该说抛物线路径 所以飞机起飞 它的路线就和自由落体 或抛射路径是相同的 所以这个飞机里的人就会感受自由下落 所以如果你们在- 如果你们跳起来 如果你们玩过蹦极或天空俯冲或别的什么 或者过山车经过最高点 然后向下的感觉 胃就会感觉不舒服 然后感觉自由下落 这和这些宇航员的感觉是相同的 因为他们在一个一直失重的环境里 但是如果你们在宇宙深处 附近没有大质量的物体 这是一种不能分辨的感觉 这是完全相同的感觉 你们会感觉附近没有吸引力 所以希望这能澄清一点 对于在宇宙飞船里的人 如果没有窗户 他们就不知道 他们附近是否有个大质量的物体 或者他们处于失重之中 他们在轨道中 无论他们是不是 或是否完全远离任何质量的物体 他们确实处于 只有很少引力的状态或是地方