天空课堂太空中为何无法像在地面时那样转身?


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近日
【天空课堂太空中为何无法像在地面时那样转身?】“天宫课堂”第一课在中国空间站正式开讲后
中国载人航天
陆续收到来自地面学生们的提问
对于三名航天员在太空中展示的神奇现象
有粉丝表示
想要进一步弄清实验背后的原理

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针对这些问题
今天
中国载人航天
又和我们聊起了“太空转身实验”
太空中为何无法像在地面时那样转身 , 而需要单侧手臂画圈来控制?在太空转身环节中 , 航天员想要在不借助外力的情况下 , 采用“游泳”姿势或使用吹气的方法都无法实现转身自由 , 而当他举起手臂画圈时 , 便可缓慢朝某一方向转身 , 这一神奇的现象让地面的学生们感到非常惊讶 。
天空课堂授课过程中 , 亚平老师提到了一个重要的物理概念 , 叫做“角动量” 。当物体发生转动时 , 整个系统所受到的合外力矩为零 , 物体的角动量会保持不变 , 即“角动量守恒” 。当航天员身处微重力的太空环境下 , 既不接触空间站 , 也不伸出手臂帮助自己转身 , 恰好营造了一个角动量守恒的理想状态 , 当航天员上半身向左转时 , 下半身就会“不由自主”的向反方向扭去 。可以看出 , 在没有外力干扰的情况下 , 航天员没有办法轻易转身 。然而 , 当航天员举起手臂做画圈动作时 , 手臂会对身体其他部分产生力矩 , 从而改变了身体躯干的转动状态 , 使人的身体发生转动 。有了这只手臂的帮助 , 航天员才能实现我们在地面简单的转身动作 。在地面上时 , 人的脚与地面间的摩擦力会提供力矩 , 让人轻松转身 。从这个实验现象中 , 我们可以轻而易举的看出 , 任何物体发生转动 , 都需要借助外力矩 。
来源:中国载人航天
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主编 庄金红初审 林雅阳编辑 王鹏飞运营 泉港广电传媒有限公司
来源:九派新闻