失重
拿起一个装满水的杯子,将杯口朝下,水却不流出来；突然一松手,杯子并没有往下掉,而是稳稳的停在半空中……
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.
以上种种的现象就是人们通常所说的失重,它的机理是什么呢?
原来,当一切物体在进行航天飞行时,它们的重量都不见了,这种现象称为“失重”.首先应该指出的是,“失重”是指物体失去重量,而不是失去重力.重量是物体对其周围相接触的物体或介质所表现出来的作用力；重力则是地球（或其他天体）对物体的引力.重量与重力（引力）有联系,又有去别.重量消失（等于零）,不等于重力或引力消失（等于零）.我们可以说,失重就是零重量.
失重物体有什么特征呢?
判断物体是否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.
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.
关于微重力的概念
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,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
在环绕地球飞行的飞船上,失重的原因是g＝向心加速度,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