在地面上,人們一般用天平、臺秤、托盤秤、桿秤、彈簧秤測量物體的質(zhì)量。那么,失重環(huán)境下,太空中航天員想要知道自己是胖了還是瘦了,該怎么辦呢?
“質(zhì)量測量儀”派上了用場,這是從天宮一號艙壁上打開的一個支架形狀裝置。聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開支架,一放手,支架便在彈簧的作用下回復(fù)原位。測量結(jié)果表明,聶海勝的質(zhì)量是74千克。
王亞平解釋說,天宮中的質(zhì)量測量儀,應(yīng)用的是牛頓第二運(yùn)動定律:物體受到的力等于它的質(zhì)量×加速度。實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了一個彈簧能夠產(chǎn)生一個恒定的力,還設(shè)計(jì)了一個系統(tǒng)測出加速度,然后根據(jù)牛頓第二定律就可以算出身體的質(zhì)量了。
背后:牛頓第二定律
上海宇航學(xué)會副秘書長趙金才解說,這一實(shí)驗(yàn)用到了胡克定律和牛頓第二定律。“胡克定理”也叫彈簧定律,就是要將彈簧壓縮到同樣程度,用的力是固定的。太空中測量質(zhì)量的儀器上標(biāo)注彈簧發(fā)生不同程度形變所需要的力的大小,就好像桿秤標(biāo)注的重量刻度一樣。
牛頓第二定律,即加速度的大小跟所受的力成正比,和物體質(zhì)量成反比,公式為F(力)=M(質(zhì)量)×A(加速度)。
根據(jù)第二定律,用讀出的力的數(shù)值除以測量到的加速度,就可以在太空中“稱”出體重。上一篇 : 電子天平在中國的發(fā)展趨向
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