Căderea liberă este mișcarea corpurilor numai sub influența gravitației Pământului (sub influența gravitației)
În condițiile Pământului, căderea corpurilor este considerată condiționat liber, deoarece Când un corp cade în aer, există întotdeauna o forță de rezistență a aerului.
O cădere liberă ideală este posibilă numai în vid, unde nu există rezistență la aer și, indiferent de masă, densitate și formă, toate corpurile cad la fel de repede, adică în orice moment de timp corpurile au același viteze instantaneeși accelerație.
Puteți observa căderea liberă ideală a corpurilor într-un tub Newton dacă pompați aerul din acesta folosind o pompă.
În continuarea raționamentului și în rezolvarea problemelor, neglijăm forța de frecare cu aerul și considerăm căderea corpurilor în condiții terestre este ideal liberă.
ACCELERAREA GRAVITATII
În timpul căderii libere, toate corpurile din apropierea suprafeței Pământului, indiferent de masa lor, capătă aceeași accelerație, numită accelerație. cădere liberă.
Simbolul accelerației gravitaționale este g.
Accelerația gravitației pe Pământ este aproximativ egală cu:
g = 9,81 m/s2.
Accelerația gravitației este întotdeauna îndreptată spre centrul Pământului.
Lângă suprafața Pământului, mărimea forței gravitaționale este considerată constantă, prin urmare căderea liberă a unui corp este mișcarea unui corp sub influența unei forțe constante. Prin urmare, căderea liberă este o mișcare uniform accelerată.
Vectorul gravitației și accelerația gravitației create de acesta sunt întotdeauna direcționate în același mod.
Toate formulele pentru mișcare uniform accelerată aplicabil pentru corpurile în cădere liberă.
Mărimea vitezei în timpul căderii libere a unui corp în orice moment:
miscarea corpului:
În acest caz, în loc să accelereze O, accelerația căderii libere este introdusă în formulele pentru mișcarea uniform accelerată g=9,8m/s2.
În condițiile unei căderi ideale, corpurile care cad de la aceeași înălțime ajung la suprafața Pământului, având aceleași viteze și petrecând același timp căzând.
Într-o cădere liberă ideală, corpul se întoarce pe Pământ cu o viteză egală cu mărimea vitezei inițiale.
Timpul în care cadavrul cade este egal cu timpul în care se mișcă în sus din momentul aruncării până când se oprește complet la punctul cel mai înalt zbor.
Numai la polii Pământului corpurile cad strict vertical. În toate celelalte puncte ale planetei, traiectoria unui corp în cădere liberă deviază spre est din cauza forței Cariolis care apare în sistemele rotative (adică influența rotației Pământului în jurul axei sale este afectată).
ȘTIAȚI
CE ESTE CĂDEREA CORPURILOR ÎN CONDIȚII REALE?
Dacă trageți un pistol vertical în sus, atunci, ținând cont de forța de frecare cu aerul, un glonț care cade liber de la orice înălțime va dobândi o viteză de cel mult 40 m/s la sol.
În condiții reale, datorită prezenței forței de frecare a aerului energie mecanică corpul se transformă parțial în căldură. Ca urmare, înălțimea maximă de ridicare a corpului se dovedește a fi mai mică decât ar putea fi atunci când se deplasează în spațiu fără aer și, în orice punct al traiectoriei în timpul coborârii, viteza se dovedește a fi mai mică decât viteza la urcare.
În prezența frecării, corpurile în cădere au o accelerație egală cu g numai în momentul inițial al mișcării. Pe măsură ce viteza crește, accelerația scade, iar mișcarea corpului tinde să fie uniformă.
FĂ-O TU SINE
Cum se comportă corpurile care cad în condiții reale?
Luați un disc mic din plastic, carton gros sau placaj. Tăiați un disc de același diametru din hârtie simplă. Ridicați-le, ținându-le cu mâini diferite, la aceeași înălțime și eliberați-le în același timp. Un disc greu va cădea mai repede decât unul ușor. La cădere, fiecare disc este afectat simultan de două forțe: forța gravitației și forța rezistenței aerului. La începutul căderii, forța rezultantă a gravitației și forța de rezistență a aerului vor fi mai mari pentru un corp cu o masă mai mare, iar accelerația unui corp mai greu va fi mai mare. Pe măsură ce viteza corpului crește, forța de rezistență a aerului crește și devine treptat egală ca mărime cu forța gravitațională, corpurile care cad încep să se miște uniform, dar la viteze diferite (un corp mai greu are o viteză mai mare);
Similar cu mișcarea unui disc care cade, se poate lua în considerare mișcarea unui parașutist care cade atunci când sari dintr-un avion de la o înălțime mare.
Așezați un disc de hârtie ușoară pe un disc mai greu de plastic sau placaj, ridicați-le la o înălțime și eliberați-le în același timp. În acest caz ele vor cădea simultan. Aici, rezistența aerului acționează numai asupra discului inferior greu, iar gravitația conferă accelerații egale corpurilor, indiferent de masele lor.
Aproape o glumă
Fizicianul parizian Lenormand, care a trăit în secolul al XVIII-lea, a luat umbrele de ploaie obișnuite, a asigurat capetele spițelor și a sărit de pe acoperișul casei. Apoi, încurajat de succesul său, a făcut o umbrelă specială cu un scaun de răchită și a coborât în grabă din turnul din Montpellier. Mai jos era înconjurat de spectatori entuziaști. Cum se numeste umbrela ta? Paraşuta! - a răspuns Lenormand (traducerea literală a acestui cuvânt din franceză este „împotriva căderii”).
INTERESANT
Dacă forezi Pământul și arunci o piatră acolo, ce se va întâmpla cu piatra?
Piatra va cădea, prinde viteză maximă la mijlocul căii, apoi va zbura mai departe prin inerție și va ajunge pe partea opusă a Pământului, iar viteza sa finală va fi egală cu cea inițială. Accelerația căderii libere în interiorul Pământului este proporțională cu distanța până la centrul Pământului. Piatra se va mișca ca o greutate pe un arc, conform legii lui Hooke. Dacă viteza initiala piatra este zero, atunci perioada de oscilație a pietrei în arbore este egală cu perioada de revoluție a satelitului lângă suprafața Pământului, indiferent de modul în care este săpat arborele drept: prin centrul Pământului sau de-a lungul oricărui coardă.
A luat două tuburi de sticlă, numite tuburi ale lui Newton, și a pompat aerul din ele (Fig. 1). Apoi a măsurat timpul de cădere a unei mingi grele și a unei pene ușoare în aceste tuburi. S-a dovedit că cad în același timp.
Vedem că, dacă înlăturăm rezistența aerului, atunci nimic nu va împiedica nici pana sau mingea să cadă - vor cădea liber. Această proprietate a stat la baza definiției căderii libere.
Căderea liberă este mișcarea unui corp numai sub influența gravitației, în absența altor forțe.
Cum este căderea liberă? Dacă ridicați orice obiect și îl eliberați, viteza obiectului se va schimba, ceea ce înseamnă că mișcarea este accelerată, chiar și uniform accelerată.
Pentru prima dată, Galileo Galilei a afirmat și a demonstrat că căderea liberă a corpurilor este uniform accelerată. El a măsurat accelerația cu care astfel de corpuri se mișcă, se numește accelerația gravitației și este de aproximativ 9,8 m/s 2 .
Deci cădere liberă este caz special mișcare uniform accelerată. Aceasta înseamnă că toate ecuațiile care au fost obținute sunt valabile pentru această mișcare:
pentru proiecția vitezei: V x = V 0x + a x t
pentru proiecția deplasării: S x = V 0x t + a x t 2 /2
determinarea poziției corpului în orice moment: x(t) = x 0 + V 0x t + a x t 2 /2
x înseamnă că mișcarea noastră este rectilinie, de-a lungul axei x, pe care o alegem în mod tradițional pe orizontală.
Dacă corpul se mișcă pe verticală, atunci se obișnuiește să notăm axa y și obținem (Fig. 2):
Orez. 2. Mișcarea verticală a corpului ()
Ecuațiile iau următoarea formă absolut identică, unde g este accelerația căderii libere, h este deplasarea în înălțime. Aceste trei ecuații descriu cum se rezolvă problema principală a mecanicii în cazul căderii libere.
Corpul este aruncat vertical în sus cu o viteză inițială V 0 (Fig. 3). Să găsim înălțimea la care este aruncat cadavrul. Să notăm ecuația de mișcare a acestui corp: 
Orez. 3. Exemplu de sarcină ()
Cunoașterea celor mai simple ecuații ne-a permis să găsim înălțimea la care putem arunca un corp.
Mărimea accelerației datorate gravitației depinde de latitudine geografică teren, la poli este maxim iar la ecuator este minim. În plus, accelerația căderii libere depinde de ce compoziție scoarta terestra sub locul unde suntem. Dacă există depozite de minerale grele, valoarea lui g va fi puțin mai mare, dacă există goluri acolo, atunci va fi puțin mai mică. Această metodă este folosită de geologi pentru a determina zăcăminte de minereuri grele sau gaze, petrol, se numește gravimetrie.
Dacă vrem să descriem cu exactitate mișcarea unui corp care cade pe suprafața Pământului, atunci trebuie să ne amintim că rezistența aerului este încă prezentă.
Fizicianul parizian Lenormand în secolul al XVIII-lea, după ce a fixat capetele acelor de tricotat de o umbrelă obișnuită, a sărit de pe acoperișul casei. Încurajat de succesul său, a făcut o umbrelă specială cu un scaun și a sărit dintr-un turn din orașul Montelier. Și-a numit invenția o parașută, care tradusă din franceză înseamnă „anti-cădere”.
Galileo Galilei a fost primul care a arătat că timpul în care un corp cade pe Pământ nu depinde de masa sa, ci este determinat de caracteristicile Pământului însuși. Ca exemplu, a citat o discuție despre căderea unui corp cu o anumită masă într-o perioadă de timp. Când acest corp este împărțit în două jumătăți identice, ele încep să cadă, dar dacă viteza de cădere a corpului și timpul căderii depind de masă, atunci ar trebui să cadă mai încet, dar cum? La urma urmei, masa lor totală nu s-a schimbat. De ce? Poate că o jumătate o împiedică pe cealaltă jumătate să cadă? Ajungem la o contradicție, ceea ce înseamnă că presupunerea că viteza de cădere depinde de masa corpului este nedreaptă.
Prin urmare, ajungem la definiția corectă a căderii libere.
Căderea liberă este mișcarea unui corp numai sub influența gravitației. Nicio altă forță nu acționează asupra corpului.
Suntem obișnuiți să folosim valoarea accelerației gravitaționale de 9,8 m/s 2 , aceasta este cea mai convenabilă valoare pentru fiziologia noastră. Știm că accelerația datorată gravitației va varia în funcție de locația geografică, dar aceste modificări sunt nesemnificative. Ce valori ia accelerația gravitației asupra altora? corpuri cerești Oh? Cum să preziceți dacă o persoană poate trăi confortabil acolo? Să ne amintim formula pentru cădere liberă (Fig. 4):
Orez. 4. Tabel de accelerație a căderii libere pe planete ()
Cu cât corpul ceresc este mai masiv, cu atât accelerația căderii libere pe el este mai mare, cu atât este mai imposibil ca un corp uman să se afle pe el. Cunoscând accelerația gravitației pe diverse corpuri cerești, putem determina densitatea medie a acestor corpuri cerești, iar cunoscând densitatea medie, putem prezice din ce sunt alcătuite aceste corpuri, adică să le determinăm structura.
Este vorba despre că măsurarea accelerației gravitației în diferite puncte de pe Pământ este o metodă puternică de explorare geologică. În acest fel, fără săpați gropi, fără să forați puțuri sau mine, puteți determina prezența mineralelor în grosimea scoarței terestre. Prima metodă este de a măsura accelerația gravitației folosind balanțele de arc geologice, acestea au o sensibilitate fenomenală, de până la milionimi de gram (Fig. 5).
A doua modalitate este folosirea unui pendul matematic foarte precis, deoarece, cunoscând perioada de oscilație a pendulului, puteți calcula accelerația căderii libere: cu cât perioada este mai scurtă, cu atât accelerația căderii libere este mai mare. Aceasta înseamnă că, măsurând accelerația gravitației în diferite puncte de pe Pământ folosind un pendul foarte precis, puteți vedea dacă a devenit mai mare sau mai mic.
Care este norma pentru mărimea accelerației gravitației? Glob Nu este o sferă perfectă, ci un geoid, adică ușor turtit la poli. Aceasta înseamnă că la poli valoarea accelerației datorată gravitației va fi mai mare decât la ecuator este minimă, dar la aceeași latitudine ar trebui să fie aceeași. Aceasta înseamnă că, măsurând accelerația gravitației în diferite puncte din aceeași latitudine, putem judeca după modificarea acesteia prezența anumitor fosile. Această metodă se numește explorare gravimetrică, datorită căreia s-au descoperit zăcăminte de petrol în Kazahstan și Vestul Siberiei.
Disponibilitatea mineralelor, zăcămintelor substante grele sau golurile pot influența nu numai magnitudinea accelerației gravitației, ci și direcția acesteia. Dacă măsurăm accelerația gravitației lângă un munte mare, atunci acest corp masiv va influența direcția accelerației gravitației, deoarece va atrage și el pendul matematic, metoda prin care măsurăm accelerația gravitației.
Referințe
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizica ( nivel de bază) - M.: Mnemosyne, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizica clasa a X-a. - M.: Mnemosyne, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizica - 9, Moscova, Educație, 1990.
Teme pentru acasă
- Ce tip de mișcare este căderea liberă?
- Care sunt caracteristicile căderii libere?
- Ce experiență arată că toate corpurile de pe Pământ cad cu aceeași accelerație?
- Portalul de internet Class-fizika.narod.ru ().
- Portalul de internet Nado5.ru ().
- Portalul de internet Fizika.in ().
Cădere liberă- Aceasta este mișcarea unui corp doar sub influența gravitației.
Un corp care cade în aer, pe lângă forța gravitației, este afectat de forța de rezistență a aerului, prin urmare, o astfel de mișcare nu este cădere liberă. Căderea liberă este căderea corpurilor în vid.
Accelerația transmisă unui corp de gravitație se numește accelerarea căderii libere. Arată cât de mult se modifică viteza unui corp în cădere liberă pe unitatea de timp.
Accelerația în cădere liberă este îndreptată vertical în jos.
Galileo Galilei a înființat ( legea lui Galileo): toate corpurile cad la suprafața Pământului sub influența gravitației în absența forțelor de rezistență cu aceeași accelerație, i.e. accelerația gravitației nu depinde de masa corpului.
Puteți verifica acest lucru folosind un tub Newton sau metoda stroboscopică.
Un tub Newton este un tub de sticlă de aproximativ 1 m lungime, al cărui capăt este etanș, iar celălalt este echipat cu un robinet (Fig. 25).
Fig.25
Să punem trei obiecte diferite în tub, de exemplu, un pelet, un dop și o pană de pasăre. Apoi întoarceți rapid tubul. Toate cele trei corpuri vor cădea pe fundul tubului, dar în momente diferite: mai întâi peletul, apoi pluta și, în final, pana. Dar așa cad corpurile când există aer în tub (Fig. 25, a). De îndată ce pompăm aerul și întoarcem tubul din nou, vom vedea că toate cele trei corpuri vor cădea simultan (Fig. 25, b).
În condiții terestre, g depinde de latitudinea geografică a zonei.
Cea mai mare valoare are g=9,81 m/s 2 la pol, cel mai mic la ecuator g=9,75 m/s 2. Motive pentru aceasta:
1) rotația zilnică a Pământului în jurul axei sale;
2) abaterea formei Pământului de la forma sferică;
3) distribuția eterogenă a densității rocilor de pământ.
Accelerația gravitației depinde de înălțimea h a corpului deasupra suprafeței planetei. Ea, dacă neglijăm rotația planetei, poate fi calculată folosind formula:
Unde G- constantă gravitațională, M- masa planetei, R- raza planetei.
După cum rezultă din ultima formulă, odată cu creșterea înălțimii corpului deasupra suprafeței planetei, accelerația căderii libere scade. Dacă neglijăm rotația planetei, atunci pe suprafața planetei cu raza R
Pentru a o descrie, puteți folosi formulele pentru mișcarea uniform accelerată:
ecuația vitezei:
Ecuația cinematică care descrie căderea liberă a corpurilor: 
,
sau în proiecție pe axă 
.
Mișcarea unui corp aruncat vertical
Un corp în cădere liberă se poate mișca rectiliniu sau de-a lungul unui traseu curbat. Depinde de condițiile inițiale. Să ne uităm la asta mai detaliat.
Cădere liberă fără viteza inițială ( =0) (Fig. 26).
Cu sistemul de coordonate ales, mișcarea corpului este descrisă de ecuațiile: 
.
Din ultima formulă puteți afla timpul în care un corp cade de la înălțimea h:
Înlocuind timpul găsit în formula vitezei, obținem modulul vitezei corpului în momentul căderii: .
Mișcarea unui corp aruncat vertical în sus cu viteza inițială (Fig. 27)
Fig.26 Fig.27
Mișcarea corpului este descrisă de ecuațiile:
Din ecuația vitezei se poate observa că corpul se mișcă uniform lent în sus, atinge înălțimea sa maximă și apoi se mișcă uniform accelerat în jos. Avand in vedere ca la y=hmax viteza si in momentul in care corpul ajunge in pozitia initiala y=0, putem gasi:
E timpul să ridici corpul la înălțimea maximă;
Înălțimea maximă de ridicare a corpului;
Timpul de zbor al corpului;
Proiecția vitezei în momentul în care corpul atinge poziția inițială.
Mișcarea unui corp aruncat orizontal
Dacă viteza nu este direcționată pe verticală, atunci mișcarea corpului va fi curbilinie.
Să considerăm mișcarea unui corp aruncat orizontal de la o înălțime h cu viteza (Fig. 28). Vom neglija rezistența aerului. Pentru a descrie mișcarea, este necesar să selectați două axe de coordonate - Ox și Oy. Originea coordonatelor este compatibilă cu poziția inițială a corpului. Din fig. 28 este clar că , , , .
Fig.28
Apoi mișcarea corpului va fi descrisă prin ecuațiile:
Analiza acestor formule arată că în direcția orizontală viteza corpului rămâne neschimbată, adică. corpul se mișcă uniform. În direcția verticală, corpul se mișcă uniform cu accelerația g, adică. la fel ca un corp care căde liber fără viteza inițială. Să găsim ecuația traiectoriei. Pentru a face acest lucru, din ecuația (3) găsim timpul
Viteza cu care un corp cade într-un gaz sau lichid se stabilizează atunci când corpul atinge o viteză la care forța de atracție gravitațională este echilibrată de forța de rezistență a mediului.
Când obiectele mai mari se mișcă într-un mediu vâscos, totuși, alte efecte și modele încep să prevaleze. Când picăturile de ploaie ating un diametru de doar zecimi de milimetru, așa-zis vârtejele ca urmare întreruperea fluxului. Poate le-ați observat foarte clar: atunci când o mașină circulă pe un drum acoperit cu frunze căzute toamna, frunzele uscate nu numai că se împrăștie pe părțile laterale ale mașinii, dar încep să se învârtească într-un fel de vals. Cercurile pe care le descriu urmează exact liniile vârtejurile von Karman, care și-au primit numele în onoarea fizicianului inginer de origine maghiară Theodore von Kármán (1881-1963), care, după ce a emigrat în SUA și a lucrat la California. Institutul de Tehnologie, a devenit unul dintre fondatorii aerodinamicii aplicate moderne. Aceste vârtejuri turbulente provoacă de obicei frânare - ele aduc principala contribuție la faptul că o mașină sau un avion, care a accelerat până la o anumită viteză, întâlnește o rezistență a aerului puternic crescută și nu poate accelera în continuare. Dacă ți-ai condus vreodată mașina cu viteză mare cu o dubă grea și rapidă care se apropie din sens opus și mașina a început să „meargă” dintr-o parte în alta, să știi că te-ai trezit în vârtejul von Karman și te-ai familiarizat cu el mai întâi - mână.
Când corpurile mari cad liber în atmosferă, vortexurile încep aproape imediat, iar viteza maximă de cădere este atinsă foarte repede. Pentru parașutisti, de exemplu, viteza maximă variază de la 190 km/h la rezistența maximă a aerului, când cad plat cu brațele întinse, până la 240 km/h când se scufundă ca un pește sau un soldat.
În mecanica clasică se numește starea unui obiect care se mișcă liber într-un câmp gravitațional cădere liberă. Dacă un obiect cade în atmosferă, asupra lui acționează o forță suplimentară de tracțiune, iar mișcarea lui depinde nu numai de accelerația gravitațională, ci și de masa sa, secţiune transversalăși alți factori. Cu toate acestea, un corp care cade în vid este supus unei singure forțe, și anume gravitația.
Exemple de cădere liberă sunt navele spațiale și sateliții pe orbită joasă a Pământului, deoarece singura forță care acționează asupra lor este gravitația. Planetele care orbitează în jurul Soarelui sunt, de asemenea, în cădere liberă. Obiectele care cad la sol cu viteză mică pot fi considerate și căderi libere, deoarece în acest caz rezistența aerului este neglijabilă și poate fi neglijată. Dacă singura forță care acționează asupra obiectelor este gravitația și nu există rezistență a aerului, accelerația este aceeași pentru toate obiectele și este egală cu accelerația gravitației pe suprafața Pământului 9,8 metri pe secundă pe secundă (m/s²) sau 32,2 picioare în secundă pe secundă (ft/s²). Pe suprafața altor corpuri astronomice, accelerația gravitației va fi diferită.
Parașutistii, desigur, spun că înainte de a se deschide parașuta sunt în cădere liberă, dar de fapt un parașutist nu poate fi niciodată în cădere liberă, chiar dacă parașuta nu s-a deschis încă. Da, un parașutist în „cădere liberă” este afectat de forța gravitației, dar el este afectat și de forța opusă - rezistența aerului, iar forța de rezistență a aerului este doar puțin mai mică decât forța gravitației.
Dacă nu ar exista rezistență aerului, viteza unui corp în cădere liberă ar crește cu 9,8 m/s în fiecare secundă.
Viteza și distanța unui corp în cădere liberă se calculează după cum urmează:
v₀ - viteza inițială (m/s).
v- viteza finală pe verticală (m/s).
h₀ - înălțimea inițială (m).
h- înălțimea de cădere (m).
t- timpul (e) de cădere.
g- accelerația în cădere liberă (9,81 m/s2 la suprafața Pământului).
Dacă v₀=0 și h₀=0, avem:
dacă timpul de cădere liberă este cunoscut:
dacă distanța de cădere liberă este cunoscută:
dacă se cunoaște viteza finală de cădere liberă:
Aceste formule sunt folosite în acest calculator cădere liberă.
În cădere liberă, când nu există forță care să susțină corpul, imponderabilitate. Imponderabilitate este absența forțelor externe care acționează asupra corpului de pe podea, scaun, masă și alte obiecte din jur. Cu alte cuvinte, sprijiniți forțele de reacție. De obicei, aceste forțe acționează într-o direcție perpendiculară pe suprafața de contact cu suportul și cel mai adesea vertical în sus. Imponderabilitate poate fi comparată cu înotul în apă, dar în așa fel încât pielea să nu simtă apa. Toată lumea știe acel sentiment al propriei greutăți atunci când pleci la țărm după o înot lungă în mare. Acesta este motivul pentru care piscinele cu apă sunt folosite pentru a simula imponderabilitate atunci când antrenați cosmonauți și astronauți.
Câmpul gravitațional în sine nu poate crea presiune asupra corpului tău. Deci, dacă sunteți în cădere liberă obiect mare(de exemplu, într-un avion), care se află și el în această stare, corpul tău nu este afectat de niciunul forțe externe interacțiunea corpului cu sprijinul și apare o senzație de imponderabilitate, aproape la fel ca în apă.
Aeronave pentru antrenament în condiții de gravitate zero conceput pentru a crea imponderabilitate pe termen scurt în scopul antrenării cosmonauților și astronauților, precum și pentru efectuarea diferitelor experimente. Astfel de aeronave au fost și sunt utilizate în prezent în mai multe țări. Pentru perioade scurte de timp, care durează aproximativ 25 de secunde la fiecare minut de zbor, aeronava se află într-o stare de imponderabilitate, ceea ce înseamnă că nu există o reacție la sol pentru ocupanți.
Au fost folosite diverse avioane pentru a simula imponderabilitate: în URSS și în Rusia, avioanele de producție modificate Tu-104AK, Tu-134LK, Tu-154MLK și Il-76MDK au fost folosite în acest scop din 1961. În SUA, astronauții s-au antrenat din 1959 pe AJ-2, C-131, KC-135 și Boeing 727-200 modificate. În Europa Centrul Naţional cercetare spațială(CNES, Franța) folosește o aeronavă Airbus A310 pentru antrenament cu gravitate zero. Modificarea constă în modificarea sistemelor de combustibil, hidraulice și a unor alte sisteme pentru a asigura funcționarea lor normală în condiții de imponderabilitate de scurtă durată, precum și întărirea aripilor astfel încât aeronava să poată rezista la accelerații crescute (până la 2G).
În ciuda faptului că, uneori, atunci când descriu condițiile de cădere liberă în timpul zborului spațial pe orbită în jurul Pământului, se vorbește despre absența gravitației, desigur, gravitația este prezentă în orice navă spațială. Ceea ce lipsește este greutatea, adică forța de reacție a suportului asupra obiectelor aflate în nava spatiala, care se deplasează în spațiu cu aceeași accelerație datorată gravitației, care este doar puțin mai mică decât pe Pământ. De exemplu, pe o orbită joasă a Pământului la o altitudine de 350 km, în care Internaționalul stația spațială(ISS) zboară în jurul Pământului, accelerația gravitațională este de 8,8 m/s², ceea ce este cu doar 10% mai puțin decât pe suprafața Pământului.
.jpg)
Pentru a descrie accelerația reală a unui obiect (de obicei aeronave) în ceea ce privește accelerația căderii libere pe suprafața Pământului, se folosește de obicei un termen special - suprasarcina. Dacă sunteți întins, așezat sau în picioare pe pământ, corpul dumneavoastră este supus unei forțe de 1 g (adică nu există). Dacă vă aflați într-un avion care decolează, veți experimenta aproximativ 1,5 g de forță. Dacă aceeași aeronavă efectuează un viraj coordonat pe rază strânsă, pasagerii pot experimenta până la 2 g, ceea ce înseamnă că greutatea lor s-a dublat.
Oamenii sunt obișnuiți să trăiască în condiții fără suprasolicitare (1 g), așa că orice supraîncărcare are un efect puternic asupra corpului uman. La fel ca în aeronavele de laborator cu gravitate zero, în care toate sistemele de manipulare a fluidelor trebuie modificate pentru a funcționa corespunzător în condiții de zero-g și chiar negativ-g, oamenii au nevoie de asistență și de „modificare” similară pentru a supraviețui în astfel de condiții. O persoană neantrenată își poate pierde cunoștința cu o supraîncărcare de 3-5 g (în funcție de direcția supraîncărcării), deoarece o astfel de supraîncărcare este suficientă pentru a priva creierul de oxigen, deoarece inima nu îi poate furniza suficient sânge. În acest sens, piloții militari și astronauții se antrenează pe centrifuge în condiții de suprasarcină ridicată pentru a preveni pierderea conștienței în timpul acestora. Pentru a preveni pierderea pe termen scurt a vederii și a conștiinței, care, în condiții de muncă, poate fi fatală, piloții, cosmonauții și astronauții poartă costume de compensare a altitudinii, care limitează fluxul de sânge din creier în timpul supraîncărcării prin asigurarea unei presiuni uniforme pe toată durata. suprafata corpului uman.