Перегрузки и невесомость. Движение в безопорном пространстве. Искусственное тяготение

Если пользоваться системой отсчета, в которой тело находится в состоянии покоя, то вес тела равен (и по величине и по направ­лению) действующей на него силе тяжести (формула 8.7). Поэто­му можно сказать, что перегрузку испытывает тело, находящееся в системе отсчета, в которой сила тяжести превышает земную. Ве­личину перегрузки принято характеризовать отношением силы тяжести, действующей в данной системе отсчета, к силе тяжести на Земле. Например, если космический корабль стартует с уско­рением а = 4g, то согласно формуле (8.3) вес тела в корабле равен 5mg, а вес тела на земле равен mg. Отношение этих величин рав­но пяти. Поэтому в корабле человек испытывает пятикратную перегрузку.

Пропорции и размеры человеческого тела, сила мышц и проч­ность костей приспособлены к существованию в условиях земной силы тяжести. Поэтому если человек оказывается в системе, где сила тяжести значительно превышает земную, он испытывает за­труднения в выполнении самых обычных движений.

Для подготовки человека к работе в условиях значительной пере­грузки необходимы специальные тренировки. Для этого используют центрифугу, которая представляет собой кабину, вращающуюся в горизонтальной плоскости на длинной штанге, рис. 8.5.

Пусть радиус штанги г, и кабина вращается с угловой скоростью со. В этом случае кабина имеет центростремительное ускорение а = со²т и на тело внутри нее действует сила инерции F_K = т(й²т. Согласно принципу Д'Аламбера, сила тяжести в кабине равна век­торной сумме силы инерции и силы тяжести на Земле:

Для того, чтобы человек мог переносить значительные перегруз­ки, применяются специальные устройства: катапультные и амор­тизационные кресла, привязные системы, защитные шлемы и др.