1.4微重力1.pdf

第一章第一章 微重力及其生物学效应微重力及其生物学效应 4.微重力的生物学效应 微重力的概念 空间微重力条件 微重力的模拟微重力的模拟 微重力对动植物生长的影响 超重和失重超重和失重 站在静止或者做匀速直线运动的电梯站在静止或者做匀速直线运动的电梯 里时，人受到重力和台称对人的支持力的 关系有： N −G ma 0 由牛顿第三定律可知由牛顿第三定律可知： NN ′ GG 以向上为正方向，当电梯具有向上的加速 度时，即加速上升或者减速下降时： NN −GG mama 00 ((aa 00)) N ′G 超重 超重和失重超重和失重 以向上为正方向以向上为正方向，当电梯具有向下的当电梯具有向下的 加速度时，即加速下降或者减速上升时： NN −−GG mama 00 aa 00 N ′G 失重 依据牛顿第二定律可以判断超重和失重现象，当具有向上的加速度时， 发生超重现象发生超重现象，具有向下的加速度时具有向下的加速度时，发生失重现象发生失重现象。 完全失重现象——物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 为零为零，这种情况是失重现象中的极限这种情况是失重现象中的极限。称为完全失重称为完全失重。 实验动画 超重与失重超重与失重 当物体具有向上加速度时当物体具有向上加速度时，物体处于超重状态物体处于超重状态， 与运动方向无关。 当物体具有向下加速度时，物体处于失重状态， 与运动方向无关。 当物体的加速度方向向下大小等于重力加速度g时， 物体处于完全失重状态物体处于完全失重状态。。 微重力的概念 搭载动物的航天器围绕地球转动时，理论上内部 重力为零，但由于受到残余大气阻力、航天器自 旋等因素影响旋等因素影响，，其内部表现为微重力环境其内部表现为微重力环境，，这是这是 空间飞行独具的特点之一。 空间微重力条件空间微重力条件 零重力是零重力是一种理想状态种理想状态，由于地球形状的球形偏差和由于地球形状的球形偏差和 地球密度的各向不均匀性，轨道上残存大气给航天器 施加轻微的曳力施加轻微的曳力，太阳辐射压力太阳辐射压力，航天器姿态控制和航天器姿态控制和 轨道机动等操作活动必须启动相关的推力器，推力器 点火引起的附加瞬时外力点火引起的附加瞬时外力，航天员的活动使飞船内质航天员的活动使飞船内质 量分布变化而引起的内力，仪器设备工作引起的振动 等等，使航天器舱内的重力不为零使航天器舱内的重力不为零。由于不同航天器干由于不同航天器干 扰力的影响各不相同，如轨道高度，载人与否等，微 -33 -66 重力量级也不相同重力量级也不相同，一般为般为10 ～10 g，即地球表面即地球表面 重力加速度的千分之一到百万分之一。 杨利伟太空失重实验 5 Min 30 Min 5 hours 11gg CellCell cultureculture Microgravity Cell Culture MicrogravityMicrogravityMicrogravityMicrogravity AnalogsAnalogsAnalogsAnalogs