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王亚平在太空授课时进行了几项实验
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一、实验部分:
质量测量
1.怎么在天空测量物体的重量?质量测量仪——牛顿第二定律。
单摆运动
2.太空物体振动频率与质量关系同地面一样。
3.太空单摆运动的初速度很小会也造成小球圆周运动;
4.太空上下的方位感?人工定义上下,朝向地球为下;
陀螺运动
5.陀螺定轴原理。静止陀螺受干扰力翻滚向前运动,轴不固定,旋转的陀螺定轴性旋转向前运动,轴向不变;
神舟十号王亚平太空授课演示的五个小实验的原理
物理学原理告诉我们,高速旋转的陀螺具有很好的定轴特性。在太空失重环境下,这一特性更加直观地呈现出来。
航天员王亚平取出一个红黄相间的陀螺,把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部,陀螺翻滚着飞向远处。紧接着,王亚平取出一个一模一样的陀螺,让它旋转起来,悬浮在半空中,再用手轻轻一推,旋转的陀螺不再翻滚,而是保持着固定的轴向,向前飞去。
王亚平介绍说,高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛。在天宫一号目标飞行器上,就装有各式各样的陀螺定向仪,正是有了它们,才能精准地测量航天器的飞行姿态。
王亚平在太空做了哪些实验
王亚平在太空做了哪些实验如下:
一、实验(单摆运动)。
在T形支架上,一个小球系在绳子上。这是物理课上常用的实验装置——单摆。把球举到一定高度,球似乎被占有并以很慢的速度摆动。然后,用手指轻轻推球,球开始绕支撑轴作圆周运动。
太空失重:在地面上,单摆的运动周期与单摆的长度、重力和加速度有关。但在失重状态下,如果没有恢复力,钢球将停留在原来的位置。这时,绳子没有拉球。
用手推球相当于给球一个初始速度。同时,绳子为球提供张力。绳子的张力平衡了离心力,球绕着支撑轴作圆周运动。没有绳子的张力,球将以匀速直线运动。在地面上,空气的阻力使物体越来越慢,重力使物体下落。
二、实验(陀螺运动)。
王亚平拿出陀螺仪,用手轻轻推了推。陀螺向前滚动,路线不可预测。然后拿出一个陀螺仪转动它,用手轻轻推动。陀螺仪沿着固定轴向前飞行。
角动量守恒:旋转陀螺仪有固定轴。转子转动惯量越大,稳定性越好;转子速度越大,稳定性越好。共轴性遵循角动量守恒定律——物体的角动量在没有外力矩的作用下保持不变。航天员施加的瞬时干扰力不能产生连续的力矩。由于角动量守恒,高速旋转陀螺的旋转轴不会发生很大的变化。这在地面上难以实现的原因是陀螺仪与地面摩擦产生的干扰力矩改变了陀螺仪的角动量,逐渐降低了陀螺仪的转速,并且不能很好地保持旋转方向。
三、讲座意义。
作为美国之后第二个完成空间教学的国家,这一空间教学不仅将提高人们对空间的兴趣,而且从应用上促进天地高容量信息处理产业的发展,而大数据时代的到来,将成为天地大容量信息处理产业发展的契机。这意味着中国可以对地外航天器进行至少40分钟的实时监测,说明中国有能力在整个过程中对洲际导弹进行调整和监测。
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