失重

物理名词

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。

简介

失重，是指物体失去或部分失去了重力场的作用，当物体处于完全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。

所谓重力，是物体所受地球的引力的一个分力（大小几乎等于引力）。引力的大小与质量成正比，与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说，物体离它越远，所受它的引力越小，即重力越小，在足够远的距离上，它的引力可以忽略不计。

所谓完全失重，就是重力为零，即零重力。

所谓重力，是物体所受天体的引力。

引力的大小与质量成正比，与距离的平方成反比。

就质量一定的天体来说，物体离它越远，所受它的引力越小，即重力越小，在足够远的距离上，它的引力可以忽略不计。但宇宙中不只一个天体，众多天体的引力会形成一个引力场。因此，太空不会是失重环境。

当然，就局部地区来说，如在地一月系统中，只考虑地球与月球的引力，在地球与月球之间的某些点上，地球与月球的引力相互抵消，重力为零。在日一地之间也有引力平衡点。

绕地球飞行的载人飞船，离地面一般只有几百千米，那里的太空当然不会是零重力环境，即使在36000千米高空绕地球飞行的航天器，其周围太空也不会是零重力，而只能是轻重力，即重力比地球表面上轻（小）一些。

航天器上轨道控制推进器点火、航天员的运动、电机的转动以及微小的气动阻力等都会使航天器产生微加速度。因此，航天器所处的失重状态严格说是微重力状态。航天器旋转会破坏这种状态。在失重状态下，人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来。长期失重会使人产生失重生理效应。失重对航天器上与流体流动有关的设备有很大影响。利用航天失重条件能进行某些在地面上难以实现或不可能实现的科学研究和材料加工，例如生长高纯度大单晶，制造超纯度金属和超导合金以及制取特殊生物药品等。失重为在太空组装结构庞大的航天器提供了有利条件。

主要现象

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进行抛物线飞行的飞机内或在其他一些不正常情况下的（远离星球或大重量物体）物体或人的自由下降。物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫失重。也就是失重小于实际重力，当近地物体的加速度向下时，其实际视重小于实际重力，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（自由落体）我们叫它完全失重状态。

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尽可能减小。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後果，与上了年纪的骨质疏松症（osteoporosis）极为相似。

完全失重与微重力

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。

太空失重

在环绕地球飞行的飞船上，失重的原因是向心加速度为g，当速度达到第一宇宙速度能够环绕地球飞行时，发生这种失重，如果我们把地球比作环绕太阳飞行的飞船，我们也是处于相对太阳的“失重”状态，因为地球万物没有受到太阳“重力”的影响。

未来发展

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。

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。

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