Előadás a súlytalanság témában. Súlytalanság állapota. Felfelé dobott test mozgása
Tartalom: Tartalom: Mi a súlytalanság? Mi a súlytalanság? Súlytalanság az űrben Súlytalanság az űrben Súlytalanság a földön Súlytalanság a földön Érdekes tények a súlytalanságról Érdekes tények a súlytalanságról A súlytalanság hatása az emberi testre A súlytalanság hatása az emberi testre Tapasztalat Tapasztalat Következtetés
Súlytalanság az űrben - A felfordított pohárból nem ömlik ki a víz, ha kirázod - Nem kell erőfeszítést tenni a mozgáshoz. -Az űrben a halivadék nem egyenesen, hanem spirálban úszik.-Ha az ember az űrben van, teljesen eltűnik a föld gravitációs mezőjéből. A Föld gravitációja egyáltalán nincs hatással rá. A súlytalanság állapotában van. vízcsepp nulla gravitációban
Súlytalanság a földön Súlytalanság a földön A súlytalanságot nem csak az űrben, hanem a földön is csak rövid időre tapasztalhatja meg, például trambulinon, körhintán, hullámvasúton, úszómedencébe ugrás közben vagy szabadesés közben. az égen, mielőtt az ejtőernyő kinyílik. Hosszabb súlytalanság érhető el repülőgépen.
A súlytalanság hatása az emberi szervezetre A súlytalanság hatása az emberi szervezetre - Súlytalanná válik a kar, a láb, a vér, és minden belső szerv, - Nincs terhelés a mozgásszervi rendszerre, - A gerinc 2,5 cm-rel meghosszabbodik, - pulzusa lelassul, - Mert - a gravitáció hiánya miatt a vér nem ereszkedik le az ereken, ennek következtében az arc megduzzad, légszomj lép fel. -Elgyengülnek azok az izmok, amelyek felelősek a test tartásáért függőleges helyzetben.
Következtetés Konklúzió A súlytalanság jelensége az űrben és a földön egyaránt előfordul, csak az utóbbi esetben a súlytalanság csak rövid időre érhető el A súlytalanság olyan állapot, amelyben az ember nem érzi saját testének súlyát és súlyát A súlytalanság körülményei között a láng tanulmányozása szükséges a tűzálló űrhajók felméréséhez és speciális tűzoltó eszközök kifejlesztéséhez A súlytalanság emberi szervezetre gyakorolt hatása negatív, mivel számos létfontosságú változást okoz funkciókat
Tekintsük az egyik emberi szervet - a vesztibuláris készüléket, amely lehetővé teszi az egyensúlyi helyzet fenntartását. A vesztibuláris apparátusban fontos szerepet játszanak a bőrreceptorok, amelyek a test különböző részein, különösen a lábakban találhatók, és érzékenyen reagálnak a legkisebb nyomásváltozásra, amikor egy személy áll vagy jár. Ha egy személy megbotlik, a receptorok azonnal jeleket küldenek az agynak, és az embernek sikerül megtartania az egyensúlyt. De talán itt a fő szerepet nem a receptorok játsszák, hanem a speciális szervek - otolitok, amelyek a fej időbeli régiójában helyezkednek el. Az otolitok két kalcium-karbonátból készült kavics, amelyek egy speciális kamrában lebegnek, amelynek belsejét a legfinomabb szőrszálak - vevők - borítják. Normál földi körülmények között, amint az ember lehajol, az otolitok azonnal elmozdulnak, és nyomást gyakorolnak a kamra egyik oldalán lévő szőrszálakra. Egy jel eljut az agyba, és a személy érzi a dőlést. De az űrben beköszönt a súlytalanság. Az otolitok szabadon lebegnek a kamrában, véletlenszerűen érintve a szőrszálakat - vevőket. Ez kényelmetlenséget okozhat.
1. dia
Szvetlana Viktorovna Beltyukova, a Murmanszki régió Zaozerszki 288-as Középiskola fizikatanára előadása2. dia
Súly A tömeg a gravitáció jelenlétében az összes támaszra és felfüggesztésre ható teljes rugalmassági erő: P = -(N1 + N2 +...) Az egyes testek súlya állandó érték, vagy képes változni?
3. dia
Mi a különbség a gravitáció és a rugalmas erő között? 1. A gravitáció természete gravitációs, a rugalmasság elektromágneses. 2. A gravitációs erő a testre, a rugalmasság a támasztékra hat. 3. A gravitációs erő mindig függőlegesen lefelé irányul, a rugalmassági erő változtathatja az irányát. 4. A gravitációs erő távolról hat, a rugalmasság ereje - testek közvetlen érintkezésével
4. dia
Túlterhelés Tekintsük a test függőleges felfelé irányuló mozgását. Ugyanakkor hat rá: az Ft gravitációs ereje és a támaszték N reakcióereje. Eredményük felfelé irányul. A test súlya a támasztékra hat, és a III. Newton-törvény szerint megegyezik a támasz reakcióerejével. Az eredmény a súlygyarapodás – túlterhelés – hatása. A testtömeg nő a mennyiséggel ma. P = m (g + a) n = a/g - túlterhelési tényező
5. dia
A Földön minden élőlény alkalmazkodott a gravitációhoz. Az élő és élettelen természet világában minden folyamat ennek hatására megy végbe. Az ember behatolását az űrbe súlytalanság kíséri - olyan állapot, amelyben nincs gravitáció.
6. dia
Súlytalanság a Földön? Függőlegesen lefelé haladva a testre Ft gravitációs erő és az N támasz reakcióereje is hat. Most azonban ezek eredője lefelé irányul. Ebben az esetben a testtömeg is megegyezik a talajreakció erővel. Ennek eredményeként súlycsökkenés figyelhető meg: P = m (g – a)
7. dia
Súlytalanság az űrben Az űrállomások egyedülálló lehetőséget adnak nemcsak megfigyelésre, hanem különféle kísérletek, technológiai műveletek elvégzésére is súlytalanság állapotában. Ez nemcsak új fizikai hatások felfedezéséhez vezet, hanem a földi evolúció útjainak megértéséhez is.
8. dia
Folyadék súlytalanságban Súlytalanságban a gravitáció és a felhajtóerő nem hat. Ezért a kapilláris erők hatása gömbfelületek kialakulásához vezet. Egy ilyen folyadék szabályozása azonban egyáltalán nem egyszerű: mozgékony, instabil és nehezen gyűjthető, mert nem folyik lefelé a saját súlya alatt. Súlytalanságban gömb alakú edényt megtöltő folyadék és gáz lehetséges elrendezése. Kísérletek a pályán Jelenleg különféle kísérletek folynak az űrben, amelyek célja az élő szervezetek élettevékenységének tanulmányozása súlytalanság körülményei között, a vegytiszta anyagok, ideális kristályok, biológiailag aktív anyagok, azaz a kinyerésének problémái megoldása zajlik. A tér iparosításának alapjait, amelyről K. E. Ciolkovszkij beszélt, lefektetik. Fizika előadása a következő témában: „Testsúly és gravitáció” a GBOU 1465. számú középiskola 7. osztályos diákjától, Egor Perets fizikatanár, L.Yu. Kruglova Moszkva, 2014
N - talajreakció erő P - testtömeg F - gravitáció m - testtömeg - szabadesési gyorsulás N F t P
A testtömeg (P) az az erő, amellyel a test egy vízszintes támasztékra vagy függőleges felfüggesztésre hat. F t P Súly és gravitáció. A vízszintes felületen nyugvó test súlya számszerűen megegyezik a gravitációs erővel, de ezek az erők különböző testekre hatnak. Ha egy test mozdulatlanul lóg a felfüggesztésen, akkor a támasztó reakcióerő szerepét a felfüggesztés rugalmas ereje játssza.
A gravitációs erőt, amellyel a testeket a Föld vonzza, meg kell különböztetni a test súlyától. Ha a test vízszintes felületen van, akkor a függőlegesen lefelé irányuló gravitációs erő és az a rugalmas erő hat rá, amellyel a támasz a testre hat. A rugalmas erőt gyakran normál nyomáserőnek vagy támasztóerőnek nevezik, és ezt jelölik. Ezek az erők kiegyensúlyozzák egymást. Newton harmadik törvénye szerint a test is egyenlő nagyságú erővel hat a támasztékra – ez a támasz ellentétes irányú reakcióereje. Ezt az erőt testsúlynak nevezzük.
Newton harmadik törvénye F pl. P A testek egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erőkkel hatnak egymásra.
A testnek azt az állapotát, amelyben a súlya nulla, súlytalanságnak nevezzük. A súlytalanság a súly hiányát jelenti, nem a tömeget. A súlytalanság állapotában lévő test tömege ugyanaz marad, mint volt. A súlytalanság állapotában minden test és annak egyes részei abbahagyják egymás nyomását. Ugyanakkor az űrhajós nem érzi többé saját súlyát; az ujjai közül kiszabaduló tárgy nem esik sehova; az inga kitérített helyzetben lefagy; eltűnik a különbség a padló és a mennyezet között. Mindezek a jelenségek azzal magyarázhatók, hogy a gravitációs tér minden test számára azonos gyorsulást kölcsönöz. Súlytalanság
A súlytalanság orbitális repülési körülmények között az emberi testre ható irritálószer szerepét tölti be. Számos funkcióra jelentős hatással van: gyengülnek az izmok és a csontok. Mindezek a súlytalanság okozta változások azonban visszafordíthatók. Nemcsak egy keringő űrállomáson tartózkodó űrhajós, hanem minden szabadon zuhanó test (forgás nélkül) is lehet súlytalanság állapotában. Ennek az állapotnak a megtapasztalásához elég egy egyszerű ugrás: a Földről való felszállás és a leszállás pillanata között súlytalan leszel!
A rövid hatótávolságú hatás elmélete A gravitációt a gravitációs mezők léte okozza, amelyek hatásai véges sebességgel (vákuumban fénysebességgel) terjednek. A tér geometriai tulajdonságai és az idő áramlása a gravitációs mezőkkel függ össze: az Univerzum olyan helyein, ahol nagy tömegű testek halmazai vannak, vagyis ahol erős gravitációs mezők vannak, a tér geometriája eltér az euklideszitől (tér „ görbék”) és az idő áramlása megváltozik (az óra lelassul).
Túlterhelés A testnek azt az állapotát, amelyben a súlya meghaladja a gravitációs erőt, túlterhelésnek nevezzük. Túlterhelés esetén nemcsak az egész test kezd nagyobb nyomást gyakorolni a támasztékra, hanem ennek a testnek egyes részei is nagyobb nyomást gyakorolnak egymásra. A túlterhelt állapotban lévő személynek légzési nehézségei vannak, a szívműködése romlik, a vér újraeloszlása következik be, apály vagy áramlás a fejben stb. P = m (a + g)
Mennyit nyom egy test, amikor leesik? A kérdés megválaszolásához hajtsa végre a következő kísérletet. Akasszon fel egy súlyt a dinamométer horgára. Látni fogja, hogy a rugó megnyúlik, a mutató leereszkedik, és megáll a mérleg valamely osztásánál, jelezve a testsúlyt. Most engedje el a dinamométert a kezei közül a súllyal, azaz. biztosítsa a szabad leesés lehetőségét (a készülék károsodásának elkerülése érdekében ejtse le puha állványra). Ügyeljen arra, hogy az esés során hol van a próbapad mutatója. Kiderült, hogy ősszel nullán van.
2. dia
CÉL: A súlytalanság fogalmának komplex formában történő megadása CÉLKITŰZÉSEK: A jelenség előfordulási mechanizmusának megértése; Írja le ezt a mechanizmust matematikailag és fizikailag; Mondjon el néhány érdekes tényt a súlytalanságról; Ismerje meg, hogy a súlytalanság hogyan befolyásolja az emberek egészségét egy űrhajóban, egy állomáson stb., vagyis nézze meg a súlytalanságot biológiai és orvosi szempontból.
3. dia
A testsúly az az erő, amellyel a test a talajhoz való vonzódása miatt egy támaszra vagy felfüggesztésre hat. Newton III. törvénye szerint: P = -Fу (1) (1. ábra); 2) Továbbá a III. Newton-törvény szerint Ft = -Fу (2); 3) Összehasonlítva az 1. és 2. kifejezést, a következőket kapjuk: P = FT; 4) A II. Newton-törvény szerint, amikor egy m tömegű test az Ft gravitáció és az FU rugalmassági erő hatására a gyorsulással mozog, akkor teljesül az egyenlőség: FT + FU = ma 5) A P = -FU, ill. Ft + Fу = ma kapjuk: P = Ft – ma = mg – ma, vagy P = m(g – a). 6) OY (2. ábra): Ру = m(gУ – aУ) vagy P = m(g – a).
4. dia
Négy testsúlyos eset egy gyorsan mozgó liftben
Amikor egy test súlyáról beszélünk gyorsított felvonóban, három esetet szoktak figyelembe venni: A felvonó felfelé gyorsulással mozog (P>mg, P=mg+a) A felvonó lefelé gyorsul (P)
5. dia
Hogyan kell mozognia a liftnek, hogy az ember a mennyezeten járhasson? A felvonónak g-nél nagyobb gyorsulással kell mozognia. Amikor az a gyorsulás egyenlő g-vel, a súly nullává válik. Ha tovább növeljük a gyorsulást, feltételezhetjük, hogy a test súlya irányt változtat.
6. dia
Súlytalanság Ha egy test egy támasztékkal együtt szabadon esik, akkor a = g, és a P = m(g – a) képletből következik, hogy P = 0. A súly eltűnése, amikor a támasz a kombinált esés gyorsulásával mozog súlytalanságnak nevezik. A súlytalanságnak két típusa van: Statikus súlytalanság - súlyvesztés, amely az égitestektől nagy távolságban következik be a gyengülő gravitáció miatt. 2) A dinamikus súlytalanság az az állapot, amelyben egy személy orbitális repülés közben találja magát.
7. dia
A dinamikus súlytalanság megjelenése
8. dia
A külső erők hatása alatt álló test súlytalanság állapotba kerül, ha: 1) A testre ható erők csak tömegek (gravitációs erők); Ezen tömegerők tere lokálisan homogén; A test összes részecskéjének kezdeti sebessége nagyságban és irányban azonos.
9. dia
Láng nulla gravitációban Nulla gravitáció esetén a gyertya lángja gömb alakú és kék színű. Gyertyaláng a Földön Láng nulla gravitációban
10. dia
Folyadék forralása nulla gravitációban Nulla gravitáció esetén a forralás sokkal lassabb folyamattá válik. A folyadék rezgése azonban hirtelen felforrhat. Ez az eredmény hatással van az űriparra. A víz forrása a Földön A víz forrása nulla gravitáció mellett
11. dia
EMBER ÉS SÚLYNÉLKÜLI MÓDOK a súlytalansággal kapcsolatos problémák megoldására: Izomtréning, izmok elektromos stimulációja, a test alsó felére kifejtett negatív nyomás, gyógyszeres és egyéb eszközök; Mesterséges gravitáció létrehozása az űrhajó fedélzetén; Az izomtevékenység korlátozása, az ember szokásos támasztékának megvonása a test függőleges tengelye mentén, a hidrosztatikus vérnyomás csökkenése stb.
12. dia
Életproblémák tanulmányozása az űrben Amerikai "Skylab" orbitális állomás (az angol Skylab, azaz églaboratóriumból - "mennyei laboratórium")
13. dia
Sebészet nulla gravitációban Dominique Martin bordeaux-i professzor vezetésével francia orvosok végezték el a világ első zéró gravitációs sebészeti műtétét. A kísérletet az A-300-as utasszállító fedélzetén hajtották végre egy speciálisan felszerelt modulban. Ebben három sebész és két aneszteziológus vett részt, akiknek zéró gravitációs körülmények között el kellett távolítaniuk a zsírdaganatot egy páciens, egy önkéntes, a 46 éves Phillip Sansho karjából.
14. dia
Eredmények Súlytalanságról akkor beszélünk, ha egy test egy támasztékkal együtt szabadon esik, pl. a test és a támasz gyorsulása megegyezik a gravitáció gyorsulásával; A súlytalanságnak két típusa van: statikus és dinamikus; A súlytalanság bizonyos, földi körülmények között nehezen vagy egyáltalán nem megvalósítható technológiai folyamatok végrehajtására használható; A lángok nulla gravitációs körülmények között történő tanulmányozása szükséges az űrhajó tűzállóságának felméréséhez és speciális tűzoltó eszközök kifejlesztéséhez;
15. dia
Összegzés Az űrben történő folyadékforralás folyamatának részletes ismerete rendkívül fontos a fedélzetén tonna folyékony üzemanyagot szállító űrhajók sikeres működéséhez; A súlytalanság szervezetre gyakorolt hatása negatív, mivel számos létfontosságú funkciójában változást okoz. Ez korrigálható mesterséges gravitáció létrehozásával az űrhajón, az űrhajósok izomtevékenységének korlátozásával stb.; Az ember a világűrben, súlytalanság körülményei között műthető. Ezt a bordeaux-i Dominique Martin professzor vezette francia orvosok bizonyították.
16. dia
17. dia
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
Az összes dia megtekintése