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失重动物有哪些危害

发布时间:2023-03-15 11:06:04

㈠ 失重的主要危害

失重的不利作用很大,失重除了导致宇航员骨质损失外,还会导致宇航员肌肉松弛,免疫力下降和衰老。引发多种空间运动病,近20年载人航天史上,空间运动病频繁发生。下面一组数字足以说明这一点:原苏联上升号宇宙飞船上的航天员发病率约为60%,礼炮号空间站上的发病率为40%,美国阿波罗宇宙飞船上航天员以病率约是37%,天空实验室上为55.5%,航天飞机上为53%,这说明了空间运动病是航天学领域极待解决掘雹的问题。失重会使水份在人体内的分布发生变化。由于失去重力的作用,面部水份分布会增多,就会出现眼窝肿胀,面部水肿,眼帘变厚,皱纹消失,血浆容量减少,细胞内液丢失等现象失重还会使人体内心血管功能产生变化。具体变化如下:1.心功能下降。例如:心肌质量减少,收缩力下降等;2.人体心肌的病理性变化;3.冠状动脉和冠脉微血管的组织结构改变,毛细血管血液淤浸,出血,血管内皮细胞肿胀,破裂;4.心肌的生化改变,如蛋白质合成减少,脂质堆积,心肌胶原增加,去甲肾上腺素减少,钾钠离子减少;5.主动脉,腹主动脉有明显的内膜增生,脂质沉积,毛细血管萎缩,内皮细胞肿胀等;6.人体上身器官和组织中血液充盈度上升,下肢静脉血液充盈度下降,长期在失重状态下工作会使脑半球供血不对称(右升左降)而免疫系统呢?我们的身体每时每刻都会受到微生物的侵袭。比如细菌、病毒,一些原生动物等。一般情况下,这些微生物不会对人体造成伤害,甚至有些细菌对人体还是有益的。免疫系统保护着人体。人的免疫系统功能主要归功于人体各种各样的免疫细胞,其中,最重要的是B淋巴细胞和T 淋巴细胞。B淋巴细胞能够分泌抗体、阻止病原菌的入侵并标记致病菌,T淋巴细胞杀灭致病菌。但在太空中,这两种细胞就不那样“勤奋”了。比如,T淋巴细胞在太空中不能很好增殖,它们的数量大大少于在地球上的数量,并且,在体内的迁移以及相互之间的联系信号也不正常。从而使抵御外来致病菌的能力大大降低了。
美国约翰逊航天基地微生物研究中心的丹尼尔皮尔森说,宇航员咳嗽所喷出的小液体中所含有的病原微生物要比地球上正常人多8到10倍。这主要是因为失重等原因,使体内荷尔蒙释放异常,从而影响了T淋巴细胞的表现。有的是骨失。我们通常认为骨头是刚性的、不变的,然而事实并非如此。骨骼也是一种组织,它们的新陈代谢活动繁忙,它们的形状会因承受压力的变化而变化。骨骼组织中既有破骨细胞,又有成骨细胞。成骨细胞不断的贮藏磷酸钙,而破骨细胞不断地除去。通常情况下,这两种活动过程互相平衡。一旦你进入太空,重力几乎为零,骨头缺少压力,促使成骨细胞活动的刺激没有了,但破骨细胞的活动还在继续,因此,破骨与成骨的平衡被破坏了,骨骼被破坏的多,重建的少,导致骨骼物质流失,使骨骼变得脆弱。据研究表明,太空旅游者每个月会丢失1%到2%的骨头重量,到目为止,还没有找到有效防止的方法。研究还发现:太空中的辐射,失重,生物钟的调节以及精神上的压力,都会影响人类在太空中的生殖能力。男性精子染色体会受到影响,发育中的胚胎会被破坏。由于失重和辐射线会使男女内分泌失调,极易造成不孕,而即使能正常生育,孕妇及胎儿的健康也很难完全正常。钙质的流失会使孕妇的骨质疏松,而胎儿的钙质剧烈变化,会使新生儿痉挛,甚至丧命。如何加强太空中的防辐射设备,强化人体骨质,调整男女的内分泌系统,是实现太空移民梦必须克服的难题。除了以上几个重要影响外,失重还对人的味觉发生影响。因此,宇航员普遍抱怨在天上吃饭吃不出味道。那是因为,太空失重环境引起宇航员的味觉失调,如失重使鼻腔充血,导致味觉神经钝化,唾液分泌发生变化失重环境下哺乳动物不能正常繁衍后代日本理化学研究所和广岛大学共同成立的研究小组在2009年8月25日出版的美国《公共科学图书馆·综合》(PLoS ONE)杂志上发表的一项研究成果指出:在国际空间站、航天飞机等接近失重的环境中,老鼠受精卵的发育会受到判晌帆抑制,产仔率也大幅下降。 这一结果表明同为哺乳动谨岁物的人类可能也很难在太空繁衍后代。理化学研究所发生和再生科学综合研究中心(神户市)的研究小组组长若山照彦表示“通过调查受精卵发育需要多少重力,或许可以知道是否有可能在月面基地培育后代。” 研究人员使用特殊装置通过让实验容器旋转制造出地面重力千分之一的微重力环境,调查其对老鼠体外受精和产仔造成的影响。 结果发现,虽然能正常受精,但在受精卵分裂过程中,胎盘一侧聚集的细胞数少于通常情况,发育速度也有所减慢。将其注入雌鼠子宫之后可以正常产仔,但产仔率下降了将近一半。 过去开展的太空实验表明,鱼类和两栖类可以在太空正常发育。研究小组分析认为“造成这一状况可能是因为哺乳动物特有的胎盘的发育和重力有关”。 失重的科学定律 物体的重量来源于地心的引力,牛顿的万有引力定律,论述了地球的引力场作用于所有的物质。在宇宙星系中,所有的星球都存在一种引力场。《失重》一词,代表了物质失去了引力场的作用力,比如,人类在太空中脱离了地心的引力,其重量等于零,一切物质都呈现为漂浮状态。物质的重力相对于地心的引力作用,物质的密度和质量越大,相对于的重力就越大。脱离了地心的引力,一切物质都将在失重的状态下。在五维空间中,由于物质运行速度的量变,时间,地心引力,微重力,物质高速运行时所产生的离心力,以及物质的重力和失重都将会产生相对的作用量变/

㈡ 猫为什么害怕失重

在生活中,超重、失重现象很常见,比如人在电梯中,当电梯加速上升时,感到电梯底板对人的脚底压力加大,这便是超重现象,乘坐汽车时,当汽车在一段坡路上加速向下行驶时,人的内脏器官因失重而“上浮”,使人不舒服这便是失重现象。

为纳拍减轻桥梁所受压力,桥一般造成凸型,使汽车过桥时有一个向下的加速度而使桥梁所受压力减轻,当汽车经过凹陷的路面时,由于有竖直向上的加速度而出现超重现象,往往使车轮胎由于压力大而爆破。

由于重力作用,在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之埋茄蔽一,如果在宇宙飞船中则可以制成绝对球形的滚珠,而宇航员在宇宙飞船上由于完全失重,所以他的饮食、生活方法都必须与地面上有很大的不同。超重与失重,是两个相反相成的概念,所以我一并给你解释。

有一个物体,我们假定质量为m。现在,这个物体以加速度a竖直向上(即离开地球的方向)运动。显然,由于物体有了这样的运动,它对水平支持面的压力N(或对竖直悬线的张力T)就要大于物体本身的重量,应当等于m(g+a)。这种现象,就叫做物体超重。我们常说物体超重了ma。

同样,现在,这个物体如果以加速度a竖直向下(即朝向地球的方向)运动时,上述压力N(或张力T)就要小于物体本身的重量,应当等于m(g-a)。这种现象,就叫做物体失重。我们常说物体失重了ma。如果a =g,则物体事实上在作自由落体运动,压力N(或张力T)为零,我们说物体完全失重.

举例来说,在绕地球作匀速圆周运动的卫星中的物体,由于它竖直向下的加速度a就是卫星所在位置的重力加速度g,所以该物体对卫星底板的压力为零,处于完全失重状态.宇航员在宇宙飞船中,就是经历着这样的失重状态。

当然,在日常生活中,我们也可以体会到超重与失重。譬如,我们在电梯中,就能经历超重与失重的过程。当电梯启动上升时,由于我们和电梯一起有一个向上的加速度,所以此时我们超重了。相反,当电梯启动下降时,由于我们和电梯一起有一个向下的加速度,所以此时我们失重了。假如弯州不小心电梯坏了,我们就和电梯一起向下坠去。此时我们必定完全失重了。不过,这样的体会我们当然宁愿不要。

㈢ 在太空为什么会失重

问题一:太空中为什么会失重 当近地物体的加速度向下时,其视重小于实际重力我们就称其处于失重状态,当物体以加速度g向下加速运动时(也就是自由落体)我们叫它完全失重状态。
卫星或者飞船要环绕地球运行,必须达到一定的速度,这个速度称为第一宇宙速度,也叫环绕速度,在近地面高度约为7.9千米/秒,如果轨道较高,速度可以适当降低。
参下图,飞船的环绕运动,在较短的距离内,可以看做是平抛运动,即飞船以一定的水平速度飞行,同时受到地球重力,在竖直方向上做自由落体。(在大尺度的距离内,由于重力的方向在发生改变,所以,可以看做是一系列短距离平抛运动的叠加。)
当水平运动达到一定的速度时,由于地球是球体,表面具有一定的弧度,其下落的距离恰好可以符合地球的弧度时,飞船就可以做环绕运动了。
而实际上,飞船在太空飞行,还是会受到一些,及其稀薄的大气的影响,所以,其只是在做近似的平抛运动(是近似的匀速直线运动和近似的自由落体的叠加),因此,飞船不是完全失重的,而是处于微重力状态。

问题二:为什么在太空中会发生失重现象 很多人都认为,只要超出大气层就会处于失重状态。事实上,地球的引力在航天飞机飞行的高度上还相当强。宇航员的失重来自于航天飞机和空间站在轨道上运动的离心力,这些作用于航天飞机和宇航员身上的离心力恰好与地球的引力相等,且方向相反,因此,航天飞机与和平号空间站就都不会掉到地球上。它们必须在与地球保持应有距离的轨道上以准确的设定速度运行,以便使地球的引力与航天飞机在轨道上运行所产生的离心力相当。 02以绕地球旋转的宇宙飞船为例,整体具有向心加速度,向心加速度指向地心(物体具有向下的加速度),重力全部用来提供向心加速度,人对支持物没有压力,完全失重。G-F支持=maG=ma所以F支持=0,视重为0,完全失重。重力是由于地球的引力与离心力的矢量差产生的当宇航员在太空绕地球匀速旋转时,地球对宇航员的引力与旋转产生的离心力大小相等,方向相反,所以宇航员感觉不到任何重力的存在,这就是完全失重,有时简称失重。

问题三:为什么人在太运陆键空中会失重 高一会学失重的原理
以绕地球旋转的宇宙飞船为例,整体具有向心加速度,向心加速度指向地心(物体具有向下的加速度),重力全部用来提供向心加速度,人对支持物没有压力,完全失重。
G-F支持=ma
G=ma
所以F支持=0,视重为0,完全失重。

问题四:为什么在太空中会失重 因为万有引力提供的向心力同飞船作圆周运动的离心力恰好平衡了,所以合力为0,就表现为失重了。

问题五:为什么在太空会失重呢? 因为万有引力产生的重力在太空都转换成轨道动力了。而一女不能二嫁,同样万有引力,既然转换成轨道动力,就不能再产生重力了,所以在太空会失重。

问题六:在太空失重,会遇到哪些麻烦?如何解决 危害:失重的不利作用很大,失重除了导致宇航员骨质损失外,还会导致宇航员肌肉松弛,免疫力下降和衰老。引发多种空间运动病,近20年载人航天史上,空间运动病频繁发生。下面一组数字足以说明这一点:原苏联上升号宇宙飞船上的航天员发病率约为60%,礼炮号空间站上的发病率为40%,美国阿波罗宇宙飞船上航天员以病率约是37%,天空实验悉历室上为55.5%,航天飞机上为53%,这说明了空间运动病是航天学领域极待解决的问题。失重会使水份在人体内的分布发生变化。由于失去重力的作用,面部水份分布会旁巧增多,就会出现眼窝肿胀,面部水肿,眼帘变厚,皱纹消失,血浆容量减少,细胞内液丢失等现象失重还会使人体内心血管功能产生变化。具体变化如下:1.心功能下降。例如:心肌质量减少,收缩力下降等;2.人体心肌的病理性变化;3.冠状动脉和冠脉微血管的组织结构改变,毛细血管血液淤浸,出血,血管内皮细胞肿胀,破裂;4.心肌的生化改变,如蛋白质合成减少,脂质堆积,心肌胶原增加,去甲肾上腺素减少,钾钠离子减少;5.主动脉,腹主动脉有明显的内膜增生,脂质沉积,毛细血管萎缩,内皮细胞肿胀等;6.人体上身器官和组织中血液充盈度上升,下肢静脉血液充盈度下降,长期在失重状态下工作会使脑半球供血不对称(右升左降)而免疫系统呢?我们的身体每时每刻都会受到微生物的侵袭。比如细菌、病毒,一些原生动物等。一般情况下,这些微生物不会对人体造成伤害,甚至有些细菌对人体还是有益的。免疫系统保护着人体。人的免疫系统功能主要归功于人体各种各样的免疫细胞,其中,最重要的是B淋巴细胞和T 淋巴细胞。B淋巴细胞能够分泌抗体、阻止病原菌的入侵并标记致病菌,T淋巴细胞杀灭致病菌。但在太空中,这两种细胞就不那样“勤奋”了。比如,T淋巴细胞在太空中不能很好增殖,它们的数量大大少于在地球上的数量,并且,在体内的迁移以及相互之间的联系信号也不正常。从而使抵御外来致病菌的能力大大降低了。[2]
美国约翰逊航天基地微生物研究中心的丹尼尔皮尔森说,宇航员咳嗽所喷出的小液体中所含有的病原微生物要比地球上正常人多8到10倍。这主要是因为失重等原因,使体内荷尔蒙释放异常,从而影响了T淋巴细胞的表现。有的是骨失。我们通常认为骨头是刚性的、不变的,然而事实并非如此。骨骼也是一种组织,它们的新陈代谢活动繁忙,它们的形状会因承受压力的变化而变化。骨骼组织中既有破骨细胞,又有成骨细胞。成骨细胞不断的贮藏磷酸钙,而破骨细胞不断地除去。通常情况下,这两种活动过程互相平衡。一旦你进入太空,重力几乎为零,骨头缺少压力,促使成骨细胞活动的 *** 没有了,但破骨细胞的活动还在继续,因此,破骨与成骨的平衡被破坏了,骨骼被破坏的多,重建的少,导致骨骼物质流失,使骨骼变得脆弱。据研究表明,太空旅游者每个月会丢失1%到2%的骨头重量,到目为止,还没有找到有效防止的方法。研究还发现:太空中的辐射,失重,生物钟的调节以及精神上的压力,都会影响人类在太空中的生殖能力。男性 *** 染色体会受到影响,发育中的胚胎会被破坏。由于失重和辐射线会使男女内分泌失调,极易造成不孕,而即使能正常生育,孕妇及胎儿的健康也很难完全正常。钙质的流失会使孕妇的骨质疏松,而胎儿的钙质剧烈变化,会使新生儿痉挛,甚至丧命。如何加强太空中的防辐射设备,强化人体骨质,调整男女的内分泌系统,是实现太空移民梦必须克服的难题。除了以上几个重要影响外,失重还对人的味觉发生影响。因此,宇航员普遍抱怨在天上吃饭吃不出味道。那是因为,太空失重环境引起宇航员的味觉失调,如失重使鼻腔充血,导致味觉神经钝化,唾液分泌发生变化失重环境下哺乳动物不能正常繁衍......>>

问题七:宇航员在宇宙飞船中为什么会失重 绕地球旋转的宇宙飞船,整体具有向心加速度,向心加速度指向地心(物体具有向下的加速度),重力全部用来提供向心加速度,人对支持物没有压力,完全失重.
G-F支持=ma
G=ma
所以F支持=0,视重为0,完全失重.

㈣ 失重时间长了会导致死亡吗

失重是航天飞行中的一个特殊物理现象,载人航天实践证明,失重对人体的生理功能有很大影响,但不像原先想象的那样严重,也不会导致死亡。

失重的不利影响很大,失重除了导致宇航员骨质损失外,还会导致宇航员肌肉松弛,免疫力下降和衰老。引发多种空间运动病,近20年载人航天史上,空间运动病频繁发生。

下面一组数字足以说明这一点:原苏联上升号宇宙飞船上的航天员发病率约为60%,礼炮号空间站上的发病颤戚汪率为40%,美国阿波罗宇宙飞船上航天员以病率约是37%,天空实验室上为55.5%;

人类40多年的航天实践表明,微重力环境对宇航员的健康、安全和工作能力会产生重要影响,中长期被过滤广告被过滤广告航天飞行可导致宇航员出现多种生理、病理现象,主要表现为心血管功能障碍、骨丢失、免疫功能下降、肌肉萎缩、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。仔则

㈤ 太空失重环境中对人体产生的影响有哪些

失重是人进入飞行轨道遇到的一个特殊物理因素。宇宙飞船绕地球轨道作圆周运动时,飞船运动的离心力和地球对飞船的引力相等,由于这两种作用力方向相反,使飞船中的人和物体处于一种失重状态。宇航员在太空飞行,少则几天、几个月,多则一年甚至几年。长期处在失重条件下,对人体产生许多不良影响。人在长期稳定的地心引力条件下生活,重力对人体各部分的作用不同,因而形成了一定的比例,骨骼结构的坚固性和它的功能,肌肉活动、体液分布的特点,保证了人体对重力的对抗,使人得以生存和发展。习惯于地球重力条件下生活的人,一旦进入失重环境,人体重量就会顿然消失,行动起来就会身轻如燕,犹如飞翔在空中,有“飘飘然”的新奇感,吃饭、喝水、穿衣、睡觉等一切生活同地球重力环境有根本的区别。更为重要的是,在失重环境下,人的生理功能也要发生变化,如血液要重新分布,大量血液涌向上身,骨盐代谢紊乱,骨质会严重失钙。多数初人失重环境的人出现类似地面晕车、晕船的航天综合征。失重并不会引起严重的生理障碍,消除了失重危害人体安全的顾虑。只是人在失重条件下生活与地球上有许多不同,人必须从生活内容、生活方式、生活习惯上要适应失重的变化,采用全新的方式进行。

㈥ 失重对人或其他动物有什么危害么

地球表面是1g重力环境。人类长期生活在地球上,无论是从系统发育还是从个体发育的角度,人体的结构和生理功能都适应这种重力环境。人一旦乘坐载人飞船离开地球进入太空,就处于失重状态,这种失重的状态必然对人体产生明显的影响,并导致一系列的生理反应。到达火星表面后,火星表面是0.39g的重力,属于低重力环境,仍然对人体有不良影响。

其实对人体的影响不仅是失重和低重力本身,还有重力的变化。从地球到行星际空间,人体是从1g环境进入0g环境;从行星际空间到火星表面,又从0g环境进入0.39g环境;从火星返回地球,又要经过行星际空间,人体又从0.39g环境进入0g环境;最后到达地球,即从0g环境进入1g环境。重力环境的每一次变化,人体都有一个重新适应的过程。这种反复对环境变化的重新适应,对人体的生理影响更为严重。

在长期的火星探测中,科学家们最担心的是人体肌肉和骨骼的变化,其次是心肺和循环调节功能的变化,最后是血液、体液、免疫和感觉运动功能的变化。

人们生活睁纳在1g重力环境中,骨骼肌总是处于一定的负荷状态,一旦进入失重状态,骨骼肌的负荷消失,便出现肌萎缩。肌萎氏燃缩主要发生于骨骼肌,失重对平滑肌几乎没有影响,对心肌有一定影响。

对航天员的医学检查发现,在失重状态下航天员从尿中排出大量的钙。而且这种尿钙排出量的增高从飞行一开始就出现,1个月后排出量增高到歼早虚飞行前的两倍。更可怕的是这种情况一直持续到飞行结束,无论采取什么措施,都无法减轻和消除这种现象。从尿中排出的钙都是从骨骼中来的。钙的大量排出使骨骼密度下降,骨质疏松。长期的骨密度下降和骨质疏松有可能发生骨折。大量的钙从尿中排出,增加了肾的负担,容易产生肾结石。

㈦ 失重的主要现象

经常有人此磨认为失重是不受重力,这是错误的。对于此教科书的解释是:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象称为失重(weightlessness)现象。
但是航空器在轨道上的失重不是重力消失或大幅度减小的结果(事实上,在100KM高度上,地球重力仅仅比地球表面减少大约3%)。失重现象主要发生在轨道上或太空内或在其他一些不正常情况下的(远离星球或大重量物体)处于引力平衡点的零重力的环境下,这种现象应被称为完全失重。物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫失重(假如说地球重力消失了,那么人只要轻轻一跳将会向着一个方向永远飞行下去)。
影片《卧虎藏龙》中大侠们“腾云驾雾,飞檐走壁”的绝技在太空飞行中可是易如反掌,你只要轻轻一点脚,人就会腾空而起,在空中自由的飞来飞去,本领之大,超过人们的想象。以上这种现象常被人误以为是失重现象,这种现象应被称为似微重力现象。
绕行轨道时的向心加速度由重力加速度提供,因此圆周运动的太空船所受合力提供了太空船做圆周运动的向心力。而每个时间点的瞬时加速度,都将指向地球中心。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的。
失重特征
判断物体是否完全失重一个最重要的标志是,物体内部各部分、各质点之间没有相互作用力,即没有拉、压、剪切等任何应力。

人体失重
平衡是我们最常见的物体的一种运动状态。但是,力的平衡与失重完全是两回事。例如,人站在地上,坐在椅子上,躺在床上,乘坐飞机等速飞行等,都是处于力的平衡状态,但并不失重。因为在这些情况下,人体内部各部分之间都存在相互的作用力。真正的失重模拟,应使人体各部分特别是体内器官、内脏之间互相作用力消失。在这种情况下,人的前庭器官中的耳石由于失重,不再与周围的神经细胞接触而向中枢神经传输信号,从而丧失定向功能。前庭器官与人体主管呼吸、消化、循环、排泄、发汗等功能的植物神经系统有密切关系。所以,一旦前庭器官不起作用,身体内脏之间正常的相互作用消失,就会引起航天飞行员产生头晕恶心、呕吐等症状。
在过去三十多年太空飞行中,苏俄和美国的科学家收集了一些初步的数据。这些数据显示,失重对内分泌、红白血球的产量、内耳平衡器官及骨质的疏松,都有一定程度的影响,但最明显的生理失重状况,莫过于太空失水及其引起的一些症状,如太空贫血、内分泌降低、双腿肌肉萎缩等。失重还会引起骨骼失钙的后果,与上了年纪的骨质疏松症(osteoporosis)极为相似。
在微重力物理、化学科学方面也有了长足的进展。大量收集了在失重下燃烧、材料、流体方面的数据。在蛋白质晶体生长方面更有突破性的进展。每次太空飞行都带着上百个蛋白质结晶实验,这对人类的医学方面贡献是极为巨大的。 完全失重是一种理想的情况,在实际的航天飞行中,航天器除受引力作用外,不时还会受到一些非引力的外力作用。例如,在地球附近有残余大气的阻力,太阳光的压力,进入有大气的行星时也有大气对它的作用力。根卜悄据牛顿第二定律,力对物体作用的结果,是使物体获得加速度。航天器在引力场中飞行时,受到的非引力的力一般都很小,产生的加速度也很小。这种非引力加速度通常只有地面重力加速度的万分之一或更小。为了与正常的重力对比,就把这种微加速度现象叫做“微重力”。其实,航天器即使只受到引力作用,它的内部实际上也存在微重力,这是因为航天器不是一个质点,而是具有一定尺寸的物体。人们常用10^-6-10^-4g来表示航天器中微重力的水平。微重力越小,失重越完全。总之,完全失重状态只是理想状态,微重力才是实际情况。
.完全失重的定量分析:
当a=g时,支持力为N,由牛顿第二定律知:
mg-N=ma=mg
所以N=0
由牛顿第三定律可知,物体对支持物的压力为0 由牛顿第二定律得:N+ma=mg所以N=m(g-a)<mg
由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力<mg
完全失重的定量分析:
当a=g时,支持力为型扒渣N,由牛顿第二定律知:
mg-N=ma=mg 所以N=0
由牛顿第三定律可知,物体对支持物的压力为0
得出结论:向下加速向上减速:加速度方向向下,产生失重现象
故只要加速度方向向下就是失重,与速度方向无关. 1.传统使用的连续式计量方法
在如建材、粮油、矿山等散状物料计量或在线控制配料时,有很多种方法。比较典型的有:皮带秤类、冲板流量计类、核子秤类、圆盘给料秤类。这些计量形式各有特点,但是局限性很大,受设备机械变化影响大,精度不高,安装调校烦琐,维护量大。
皮带秤工艺介绍,流程:
皮带秤将单位面积(称重段)上受到的负荷信号与变化速度(皮带转速)信号进行积分运算得出流量值,以此作为可控制的对象。
注:通过控制拖拉式皮带转速,改变拖出的物料量,物料经给料溜槽的出料口整形后, 其厚度稳定均匀,无论皮带机转速大小,皮带上的负荷都是恒定的。 与其它给料方式相比, 该方式计量与控制精度效果较好。
注: 给料与称量功能分别在两条皮带上实现
连续式计量方法在连续搅拌设备上使用现状
连续式搅拌设备包括:稳定土厂拌设备,水泥连续式搅拌设备,沥青连续式搅拌设备。就计量精度而言,这些设备不能与间歇式相提并论。因此,连续式搅拌方法受不到广大用户的青睐,也是原因之一。科学分析可以说明,这两种计量方法决定的搅拌工艺都有其适用的场合,不能由于暂时的技术限制而影响连续式搅拌的应用。
我国连续式搅拌设备均采用容积法或皮带秤/螺旋秤两类来计量,七十年代从欧洲引进开发连续搅拌工艺至今,一直如此,始终未有突破。事实上,这两种计量方法在欧洲使用能够作到高精度,例如德国申克(Schenck)的皮带配料秤,动态配料精度达到2%。而在中国却不行,原因在于受到我国机械制造及材料等基础工业的制约。目前我国用于公路行业的皮带秤计量精度一般只能达到5%左右,与容积计量相差无几,长期稳定性较差。 连续称重的革命——差分减量(失重)秤
失重秤(英文Loss-in-weight)是九十年代开始应用于工业过程称重连续计量的。失重秤逐渐替代皮带秤、螺旋秤,甚至累加秤,作为一种全新的计量方法,逐渐应用到越来越多物料处理。
1.基本原理:
将秤量斗及给料机构作为整个秤体,通过仪表或上位机不停对秤体进行重量信号的采样,计算出重量在单位时间的变化比率作为瞬时流量,再通过各种软硬件的滤波技术处理,得出可以作为控制对象的“实际流量”。
这个流量的获取非常重要,是失重秤能否准确计量的基础。图中介绍的是一种经典的方法:然后FC通过PID反馈算法,进行逼近目标流量的控制运算,输出调节信号去控制变频器等给料机控制器。
2.差分减量秤(失重秤)在实际中的应用:
从原理上可以看出它不受秤体与给料机构的机械变化影响,它只是计算重量差值(差重),与传统动态计量手段相比,其优点是不言而喻的。
对于控制对象为流量(t/h ,kg/min ),而且物料可输送性好,计量精度要求高时,采用失重法计量可以作为一种最佳方案。
3.失重秤设计必须注意的事项,影响精度的因素:
失重秤兼有静态秤、动态秤特点,因此,在设计系统时,要求:
正确的输送率范围,一般实际工作范围为额定输送量的60%~70%最佳。若采用交流调速,对应变频率为35-40Hz最佳。这样保证调节范围宽。还由于在输送率过低时,系统稳定性差。传感器量程选用适当,按公式
也就是说,传感器也用到其量程的60%~70%,信号变化范围宽,对提高精度极为有利。
机械结构设计要确保物料流动性好,同时保证补料时间短,补料不应过于频繁,一般要求5-10分钟补一次料。
配套传动系统要保证运行平稳,线性好。
4.应用前景:
随着电子控制技术的飞速发展,失重秤通过采用新的技术,在计量精度上由0.3%~0.5%。而提高到0.1%~0.2%,甚至到超过静态秤,这一新技术的核心即数字式称重传感器的应用。 称量传感器的应用
为了适应动态测量的需要,在称重系统中作为系统输入端的传感器至关重要。特别在需要智能化的场合,传感器的直接或间接数安化已必不可少,此时测量不确定度和测量速度往往是一对矛盾,两者很难兼得,而需根据实际情况作折衷选择。在称重领域,我国大量生产和应用的都是传统的模拟式传感器,模拟信号的输小。以生产量最大、采用电阻应变原理的称重传感器为例,一般最大输出为30-40mV。故其信号易受射频干扰,电缆传输距离也短,通常在10m以内。在使用多个传感器并联的容器称重系统(料斗秤式配料秤)、平台称重系统或秤桥(汽车衡或轨道衡)中,利用数字系统可实现“自校准”。这是因为多通道的数字传感器系统,不存在阻抗匹配问题。用户输入各传感器的地址、秤量和灵敏度,即可自动进行秤的“四角”或“边角”平衡,不必一次次地反复调整信。而在模拟系统中多个传感器关联接线后,每个传感器的特性就不再是可辨别的了,校准时需在每一个传感器上施加砝码并利用接线盒中的分压器进行调整。由于调整时存在着交互作用,因而反复多次。在数字系统中,则允许分别复核作为单体的每一个传感器。因此,校准装有数字传感器系统的所有花费的时间,仅为模拟系统的1/4。
利用数字系统可以实现“自诊断”,即诊断程序连续地检查各传感器信号是否中断、输出是否明显超出范围等。若有问题,在仪表或控制器面板上会自动显示或报警,用户利用面板上的键即可寻找各个传感器,独立地确定问题原因并进行故障排除。这种直觉诊断和故障排除能力,对用户显然是一种重要优点,而在模拟传感器系统中则是很难忘以低成本实现的。
在称重领域中,典型模拟传感器系统的模数变换器的分辨力为16比特,即有50000个可用计数;而数字系统中每一个传感器的分辨率为20比特,即有1000 000个可用计数。所以,一个装有4个数字传感器的系统即可提供4000 000个计数的分辨率。这种高分辨率的优点,特别适用于秤架自重大而被称物重量小的场合。例如:在配料称重系统中,有时配方中某种物料仅占很小比例,但准确度要求却仍然很高。这在传统的模拟系统中同样是很难实现的。
1.国内外应用的现状(在水泥厂、冶金、塑料、化纤等行业取得)
许多行业有丰富应用失重秤的经验。如:水泥厂配料。在工程塑料、化纤、光纤等等众多行业已广泛普及。有些行业由于采用了连续失重计量,可以保证落料按比例混合,而弱化搅拌需要,简化了工艺。国外发达国家这一产品很成熟,如德国申克公司,布达本拉(brabender),瑞士开创(ktron)公司,技术处于国际最领先地位。其中开创公司由于采取了数字传感器技术动态精度可达0.25%。以工业过程称重而言,已经达到静态秤精度。在连续式搅拌机械上的应用及前景影响:由于国内连续式搅拌设备计量停留在传统的方法上,因此,推广失重秤应用前景将十分广阔,对稳定土厂拌、水泥连续搅拌、沥青连续搅拌工艺起到革命性的改变,对流量的精准控制将会制造出非常合格理想的混合料。由于连续式拌和工艺结构简单,维护费用低,因此一旦在产品级配上把好关,将彻底改变连续式拌和的市场占有低的现状。特别是公路、水电行业所需的高产设备,具有重大意义。
赛摩失重秤过静态秤称量完整的给料系统(料仓、给料机和散状物料)及通过变速电机或电振机控制散关物料的卸料流量。物料(通过螺旋、振动管或槽)从系统卸下,将按每个单位时间(dv/dt)测量的失重与所需给料量(预设值)进行比较,实际(测量)的流量与期望的(预设)流量之间的差异会通过给料控制器(MT2104)发生纠正信号,该控制器能自动调节给料速度,从而在没有过程滞后的情况下保持精确的给料量。当料仓中测量的重量达到料仓低料位(重新加料)时,控制器将给料系统按容积给料进行控制,然后料仓快速重新装料(手动或自动),失重控制器重新动作。在批称量失重系统中,设计与连续失重系统相似,然而,给料(批量) 循环最终重量的精度要比实际的给料量控制更高。6104控制器通过向变速驱动器提供高给料信号以完成快速给料,然后转换到低给料控制信号用于在批量结束时精确控制。 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机进入轨道后,其中的人和物将处于失重状态.人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,可以认为是绕地球做圆周运动,做圆周运动的物体,速度的方向是时刻改变的,因而具有加速度,它的大小等于卫星所在高度处重力加速度的大小.这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似,航天器中的人和物都处于完全失重状态。
你能够想象出完全失重的条件下会发生什么现象吗?你设想地球上一旦重力消失,会发生什么现象,在宇宙飞船中就会发生什么现象.物体将飘在空中,液滴呈绝对球形,气泡在液体中将不上浮.宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服,走路务必小心,稍有不慎,将会“上不着天,下不着地”.食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中进入宇航员的眼睛、鼻孔…….你还可以继续发挥你的想象力,举出更多的现象来.
你还可以再想一想,人类能够利用失重的条件做些什么吗?下面举几个事例,将会帮助你思考.这里所举的事例,虽然还没有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现.
在失重条件下,融化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠.而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不绝对呈球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一。
玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米)是现代光纤通信的主要部件.在地面上,不可能制造很长的玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于它受到重力,将被拉成小段.而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维.
在太空的轨道上,可以制成一种新的泡沫材料枣泡沫金属.在失重条件下,在液态的金属中通以气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡沫金属,这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢,用它做机翼,又轻又结实.
同样的道理,在失重条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种合金.
电子工业、化学工业、核工业等部门,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“6个9”至“8个9”,即99.9999%~99.999999%.在地面上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中.而在太空中的“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可获得纯度极高的产品.
在电子技术中所用的晶体,在地面上生产时,由于受重力影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染,在失重条件下,晶体的生产是均匀的,生产出来的晶体也要大得多.在不久的将来,如能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体,它要比现有的硅晶体优越得多,将会引起电子技术的重大突破. 没有翅膀的鱼和蚂蚁竟然可以优哉游哉地飘浮在空中,这可不是魔术表演的现场,也不是在模拟太空失重环境,而是发生在西北工业大学实验室的真实一幕。主持这项实验的解文军是西北工业大学的材料物理学家,当然科学家们并非故意在和这些小动物开玩笑,而是在进行一项声悬浮研究。普通物体和动物由于自身的重力作用,如果不借助外力不可能克服地心引力,自由飘浮在空中。当然也有例外,宇航员在太空中也体验过失重的感觉,可以悬浮在空中。这是因为宇航员搭乘的航天器,运动轨迹处在两个天体的引力平衡点上,比如地球和月球的引力互相抵消,这时航天器就处在失重环境中,重力为零,自然就能飘起来了。这些飘浮在空中的鱼和蚂蚁难道也是因为科学家通过特殊手段为它们营造出了一个失重环境吗? “鱼和蚂蚁的飘浮不是一种失重现象。”失重的猜测马上遭到了解文军的否定,看来答案并非如此简单。 如果鱼和蚂蚁依然没有逃脱自身重力的作用,从力的平衡角度考虑,必定有一个来自外部的力量帮助它们克服了重力,最终实现飘浮。这个我们看不到的力量到底来自哪里呢解文军告诉我们,实际上他们只是巧妙利用了声波。在实验中,上面的声发射端发出声波,声波抵达下端的声反射端后被反射回来,反射回来的声波与继续向反射端传播的声波重叠,如此就形成了驻波,驻波不会像声波一样向前运动,只是在原地上下振动,振幅最大处叫波腹,振幅最小处即看上去静止不动处叫波节。只要把鱼和蚂蚁等小动物放到波节处,它们也就静止不动了。进行实验时,只要先调节好反射端到发射端之间的距离,波节位置就是固定的,这时只要用镊子将蚂蚁、瓢虫和小鱼等小动物放在这个位置就可以了。飘浮在空中的时候,这些动物都显得比较紧张,蚂蚁手舞足蹈地企图四处游走,瓢虫也使劲拍打着翅膀,似乎想飞走。但是它们的身体并没有受到伤害,不过小鱼的活力显然受到了一些影响,因为离开了有水的环境,所以当小鱼飘浮在空中的时候,解文军还在一旁不停地给小鱼进行“淋浴”。 事实上,早在2002年,解文军和同事就曾经利用声波悬浮起了固体铱和液体汞。从2003年起,他们开始关注有生命物体的声悬浮。那么,如果声波达到一定强度,是否有可能将人也悬浮起来呢?解文军说,实验证明,声悬浮原则上可以悬浮起一定体积的任何固体和液体,他们实验中悬浮的动物有地上爬的、水中游的以及天上飞的,但是小动物的尺寸都不超过1厘米。这是因为,声悬浮的原理决定了悬浮物体的尺寸必须小于半波长。对超声波段,可以悬浮的物体尺寸不超过1厘米。还没有看到能够悬浮像人这么大尺寸的物体的声悬浮器将活着的动物悬浮起来的实验国外也有科学家进行过尝试。1997年,荷兰奈梅亨大学的物理学家安德烈。杰姆和英国布里斯托尔大学的麦克尔·贝利爵士,曾经使用磁石使青蛙飘浮起来。他们利用一块超导磁石将一只活着的青蛙飘浮在半空中。青蛙本身是一个非磁体,但是通过电磁石的磁场而变得有磁性。除此之外,超导体也会因为它们对磁场的排斥力而自动浮起。这一原理已在日本得到验证,1996年日本在磁场悬浮实验中,利用一个金属盘子将体重为142公斤的相扑运动员悬起。相同的原理也被用于研制磁悬浮列车,尽管使用的磁悬浮列车多用电磁场来实现,但它们的原理是一致的。

㈧ 失重产生在什么情境下有好处还是坏处.为什么

失重,闷碧谨慧指是蚂基指物体失去了重力场的作用,当物体处于失重状态时物体除了自身重力外,不会受到任何外界重力场影响。简单的来说,假设一个物体放在水平地面上,物体所受的支持力大于重力时,物体超重;反之,当物体所受支持力小于其重力时,物体失重;完全失重指的是物体所受的支持力为0,比如在航天飞机上的宇航员,他们就是出于完全失重状态。
失重的不利作用很大,失重除了导人骨质损失外,还会导致人肌肉松弛,免疫力下降和衰老。

㈨ 带着宠物上太空是怎样的体验

在太空中,对动物影响较大的因素主要有真空、辐射、温度变化及失重,而太空舱可以基本避免前三者的危害,故本文不做讨论。而在现有技术条件下,失重问题尚不能很好地解决。在地球上,重力能让各种东西都能老实待着不动,而在失重状态下,会带来许多意想不到的麻烦它会给动物的饲养以及动物的行为带来不小的影响。

首先,是饮水。在失重的情况下,地球上那些依靠重力的动物饮水器就全都不管用了——因为水根本流不下来(话说哪儿才是“下”啊?),同时也不能把水倒在盆里让动物自己喝——水不会像在地球时那样乖乖待在敞口容器里,而是碰一碰就飞向空中,弄得到处都是。所以在太空中得给动物配备加压的饮水器,这样水就能在压力的作用下流出来供动物饮用了。

然后是吃,考虑到运载成本,鲜鱼水菜根本没法往太空运,连宇航员吃的东西,很多都是看不出到底是什么的条状食物,小动物的粮食也是压缩后做成棒状,至于妙鲜包、罐头之类的就别想了。

接着是打理,在地球上,给猫狗梳梳毛,给仓鼠换换垫料还算方便,但是在失重条件下,毛发和碎渣会四处乱飞,食物碎屑也会跟着凑热闹,容易把本来就狭窄拥挤的舱内环境搞得一塌糊涂。污染环境这还算是轻的,空气中的漂浮物还可能使仪器短路造成事故,同时还会给宇航员的健康带来隐患。要知道,即便宇航员日常生活中都很小心,但他们产生的那些漂浮物,就够舱里的空气过滤系统忙的了,再添上几只动物就更了不得了。

面对这些问题,传统的动物饲养容器肯定无能为力,于是宇航专家们专门为要送上太空的小动物设计了特殊的笼具。这种称作AEM(Animal Enclosure Mole)的盒子,虽然看起来其貌不扬,但却自带了换气、空气过滤、除粪、给水给粮、照明和空调系统,既能给里边的动物提供无微不至的呵护,又能防止碎屑到处乱飞。不过这么好的东西可不轻便,容器加上所有的附件(包括食物和水)重近30千克,价格也是“宇航标准”(可惜啊,要不然用来养仓鼠一定好极了)。

看,这只蜘蛛悲剧了。

对于鱼类,失重环境可能让它们不知所措。1973年进行的一项实验中,被带上太空的两条鱼,不断地试图“下潜”,结果就是它们不停地绕着圈子游泳。好在20天后,这两条倒霉的鱼总算找到了“北”,原来它们利用的是光线——认为光射来的方向是“上”也是它们判断自己姿态的依据之一。

不过晕与不晕还得因鱼而异,上世纪90年代有日本科学家打算研究青鳉鱼在失重状态下的交配行为,可鱼上了太空,如果晕头转向的话就没法“干正事”,研究当然也要泡汤。于是这帮人想了个绝招,通过让一架飞机不断作抛物线飞行来制造短暂的失重,从成百上千条青鳉鱼里筛选出了数条不绕圈子的鱼,再利用这几条鱼,繁育出能在失重条件下能“保持淡定”的后代送入太空,最终发现青鳉鱼不仅能在失重条件下正常交配,还能产卵,而且卵也孵化出了小鱼。

而更高等一些的动物适应起来就快很多,比如小鼠进入失重环境后,用不了几分钟就能漂在空中该干什么就干什么了,为了它们行动方便,装小鼠的容器四壁都有网状物供它们攀爬。至于狗和猩猩等行为更复杂的动物,按理说它们在失重条件下的行为是值得研究的,但这些动物散养的话需要很大的空间,如果它们碰到了什么仪表还可能导致事故,所以只好把它们固定住,只研究一下它们的生理变化了。

㈩ 如果地球也开始失重,我们会受到哪些影响

不仅仅是一直都日常生活在路面上的人类,全部存活在地面的生物都无时无刻遭受了重力的的作用。重力针对地球生命而言是尤为重要的,生物的问世、生长发育、繁殖都和重力密切相关,因而难以想象假如地球资源完全失重后会是啥情景。

大家都知道,地球上的自然环境和太空自然环境既存有比较同样的地区也存有显着的差别。相似之处取决于路面、空气和太空都存有辐射源,不同点取决于辐射强度的尺寸。此外,太空自然环境中基本上没有重力,航天员在太空中要想出舱行动务必要有绳子维持着。而地球上的全部物件都遭受重力的的作用,可以平稳地存有于地面以上。因而有些人想要知道,假如地球上的重力消退以后,会产生什么?

之上是很有可能产生的一些情景,那么当这一巨变产生以后,人类会有哪些体会呢?我觉得,一开始大伙儿毫无疑问都是会很慌乱,终究大家自打在地球上发生以后就一直“踏踏实实”地存活着,突然间脚踩不碰地毫无疑问会造成极大的慌乱。在我们在“风之丘”日常生活一段时间后,很有可能会觉得那样的生活习惯十分奇特。但当地球上逐渐瓦解以后,最后就只剩失落了。

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