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王亚平太空称重牛顿定律实验

更新时间:2013-07-09   点击次数:1513次

          在地面上,人们一般用天平、台秤、托盘秤、杆秤、弹簧秤测量物体的质量。那么,失重环境下,太空中航天员想要知道自己是胖了还是瘦了,该怎么办呢?

“质量测量仪”派上了用场,这是从天宫一号舱壁上打开的一个支架形状装置。聂海胜把自己固定在支架一端,王亚平轻轻拉开支架,一放手,支架便在弹簧的作用下回复原位。测量结果表明,聂海胜的质量是74千克。

王亚平解释说,天宫中的质量测量仪,应用的是牛顿第二运动定律:物体受到的力等于它的质量×加速度。实验中设计了一个弹簧能够产生一个恒定的力,还设计了一个系统测出加速度,然后根据牛顿第二定律就可以算出身体的质量了。

背后:牛顿第二定律

上海宇航学会副秘书长赵金才解说,这一实验用到了胡克定律和牛顿第二定律。“胡克定理”也叫弹簧定律,就是要将弹簧压缩到同样程度,用的力是固定的。太空中测量质量的仪器上标注弹簧发生不同程度形变所需要的力的大小,就好像杆秤标注的重量刻度一样。

牛顿第二定律,即加速度的大小跟所受的力成正比,和物体质量成反比,公式为F(力)=M(质量)×A(加速度)。

根据第二定律,用读出的力的数值除以测量到的加速度,就可以在太空中“称”出体重。