Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Как можно измерить массу тела, находящегося в невесомости?

rif81 [2K] 6 лет назад

Существует ли способ измерения массы предмета, находящегося в невесомости? Вот ученые каким то образом определяют массы небесных тел, планет и звезд и т.д. А вот как, например, вычислить массу тела находящегося в невесомости в трюме космического корабля?

IGOR PROKHOROV [12.1K]
Привязываете предмет к динамометру, а динамометр к длиной веревочке, и начинаете веревочку с динамометром и предметом быстро вращать. Появляется цетробежная сила, которая регистрируется динамометром. Зная центробежную силу и скорость вращения (легко вычисляется из количества оборотов и длины веревочки), можно одним действием рассчитать массу.  6 лет назад
Vasil Stryzhak [11.1K]
Мне понравился предложенный Вами способ, его следовало поместить в ответ. Я бы тоже его предложил, при этом подчеркнул бы, что для его реализации необходимо три измерительных прибора: динамометр, часы, рулетка. Но, увы, опоздал.  6 лет назад
IGOR PROKHOROV [12.1K]
Не, не буду добавлять. Пущай ИЛ63й и Белодедов между собой воюют.  6 лет назад
комментировать
3

Для измерения массы предмета m₂, находящегося в невесомости воспользуемся способом, которым астрономы определяют массы двух небесных тел вращающихся вокруг общего центра масс. Возьмем предмет с заранее известной массой m₁, например гирю, и соединим с исследуемым телом тонким стержнем, на котором предварительно нанесем деления. Получаем своего рода гантель. Придадим ей вращательное движение. Визуально, относительно других предметов или прикосновением, например, карандаша определяем точку на стержне, вокруг которой вращаются «гантель». Далее измеряем от этой точки расстояния до середины гири R₁ и предмета R₂. Вычисляем массу исследуемого объекта по формуле:

m₂= m₁R₁/ R₂.

Как видим, с измерительных инструментов понадабились только линейка плюс гиря.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Михаил Белодедов [26.1K]
Хорошая идея (+1).  6 лет назад
комментировать
1

Михаил Белодедов уже дал один из вариантов правильного ответа. Можно придумать и другой вариант. Например, на чашу пружинных весов кладется тело, массу которого нужно измерить. Понятно, что весы на это никак не реагируют: все предметы в кабине космического корабля находятся в состоянии невесомости. А далее нужно быстро поднять весы. Если есть гири, то можно подобрать такие, которые при аналогичном резком поднятии весов дадут такое же отклонение указателя. Тогда масса этих гирь будет равна массе определяемого тела. Если гирь нет, нужно рассчитать, с каким ускорением поднимали весы. Далее используется известная формула второго закона Ньютона: F = am, где F - сила (ее покажет указатель весов), a - ускорение, m - определяемая масса. Конечно, на практике метод будет неточным.

1

Можно без пружинных весов и вращения. Секундомера и рулетки хватит. Берём тело космонавта и пуляем ему в лоб заранее откалиброванной гирькой в 1 кг. Надо замерить с помощью часов и линейки скорость гирьки перед соударением и скорость космонавта после соударения. Масса космонавта определится по закону сохранения импульса.

Vasil Stryzhak [11.1K]
Зачем бросать гирю в лоб космонавта, так ненароком можно зашибить. Идея и образное описание метода мне импонируют (+1). Следует заметить, неизвестно гиря после соударения с космонавтом, полетит вместе с ним или отлетит в сторону. Нецентральное соударение может привести к переходу части импульса во вращательное движение исследуемого тела. Проще космонавту самому бросить гирю, как это делает толкатель ядра. Это решение возможно более перспективное в смысле изготовления специального простого прибора измерителя массы. Запатентую, обязательно поделюсь.  6 лет назад
Василий Котеночкин [24.8K]
> к переходу части импульса во вращательное движение
вроде не исключено, но сильно сомневаюсь. Вращение должно идти вокруг центра тяжести, который в невесомости не присутствует. Будет ли идти вращение вокруг центра масс - не уверен.
Но в принципе могу предложить кидать гирю куда-нибудь в поддых. Тогда соударение неупругим будет.
> космонавту самому бросить гирю, как это делает толкатель ядра
Допустим, космонавт не бросает гирю, а просто резко выбрасывает кулак. Туловище вроде как должно получить некоторый импульс. Пусть и для вращения.
 6 лет назад
комментировать
1

Это вопрос для школьников. Даже не старшеклассников. Массу в невесомости измеряют пружинными весами. Прикрепляют груз к одному концу пружины (коэффициент жёсткости калиброван), второй её конец прикрепляют к очень массивному телу (корпус станции), и измеряют период колебаний. Дальше - надеюсь, понятно.

il63 [149K]
У меня был недавно такой же вопрос, но весы даны не пружинные, а рычажные + разновесы.  6 лет назад
Михаил Белодедов [26.1K]
Если дёргать весы, то в невесомости можно обойтись и без пружин. А можно и не дёргать ничего, а поставить весы с разновесами на центрифугу.  6 лет назад
il63 [149K]
Конечно, если есть центрифуга, дело упрощается, а точность увеличивается. Единственная трудность - нужно самому с ней вращаться, иначе трудно успеть добавлять на ходу гири и следить, на каком делении находится указатель весов.  6 лет назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация