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为什么水在太空中会漂浮

尚之范 人气:1.3W
为什么水在太空中会漂浮

由于这个回答需要涉及重力,我们首先说明,地球轨道上是有重力的,只不过重力用来提供物体绕地球转动的向心力了。因此准确的说法是“地球轨道是一个微重力环境”。但是由于习惯的用法,本回答仍称太空中不表现出重力。我们先来复习一下初中物理中对浮力的描述:“物体在液体中受到的浮力等于其排开液体的重力”,这样看,在太空中表现为没有重力的情况下,没有浮力也就是顺理成章的了。

我们从液体压强公式P=ρgh出发,认真分析一下。我们在小学二年级的流体静力学中了解到,液体压强是由重力产生的[1].在地球上的水里浸没有一个形状规则的物体,它受到水来自四面八方的压力,由于竖直面的压力彼此抵消,因此物体受到的水的合力就是上下两个底面的压力差。假设上下两个底面面积都是S,那么合力F=ΔP×S=ρgΔh×S=ρgV,对于一般物体,可以通过积分计算。也就是说,浮力来自液体压强,而压强本质上来自重力。在太空中,水聚合成水球并不是因为重力,而是因为表面张力。王亚平两次太空授课都是用一个环形的框架来约束水球就是这个原因。水球内部并不能像地球一样区分上和下。也就是说,太空中水球内部压强处处相等,水球中的物体受到的合力也就是零,因此不会浮到水球表面。浮力也就消失了。

因为水在太空中会处于失重状态。

当进入太空之后,与地球的距离就会变大,与其他天体的距离就会更加接近,各个天体对人体的作用力大体相等,在加上没外力的情况下,物体就会漂浮起来,以原来的速度继续运行。

在外太空,太空人和太空船里每一件物件受到地心引力,都以同样的速度绕地球运动,所以在太空中会呈现失重状态,所有的物质都无法测出重量。

正如地球能在太空中悬浮一样,地球受到太阳和其他行星的引力,并且这些力在一定位置达到了平衡,才造成地球悬浮在太空的情况。除地球外,其他行星、卫星也是如此。

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