Тема: Вага тіла. Невагомість. Гравітація і людина.
Мета:
Сформувати знання про вагу тіла, про поняття невагомості та перевантаження. Показати застосування деяких знань та вмінь у практичній діяльності людини. Дослідити зв’язок гравітації з фізіологією людини.
Розвивати логічне мислення (уміння робити висновки, виділяти головне, узагальнювати).
Формувати інтерес до фізичної науки, астрономії, космонавтики.
Обладнання: динамометри з тягарцями різної маси, лінійка металева, прилад для демонстрації невагомості, бруски дерев’янці, фільм з серії „Уроки из космоса”.
Форма роботи: фронтально – групова ( три групи учнів одержали завдання, використовуючи додаткову літературу, ПК або Інтернет, знайти відповіді на наступні питання:
Чи перебуває людина в стані невагомості в повсякденному житті?
Який вплив невагомості на людський організм?
Чи можна штучно створити невагомість або перевантаження?
Хід уроку
І. Організаційний момент. Перевірка домашнього завдання.
Тестування з наступною взаємною перевіркою. Учитель: Давайте, для того щоб рухатися далі, перевіримо, як ви засвоїли попередній матеріал. (тестова форма)
ІІ. Мотивація.
Наш сьогоднішній урок я хочу розпочати словами Костянтина Едуардовича Ціолковського: „Людство не залишиться вічно на Землі, але в гонитві за світлом і простором, спочатку несміливо проникне за межі атмосфери, а потім завоює собі весь навколосонячний простір”. На сьогоднішній день людство зуміло проникнути за межі земної атмосфери, але до завоювання навколосонячного простору ще далеко. Які труднощі і складності виникають на цьому шляху і чи потрібно взагалі людині проходити цей тернистий шлях, ми спробуємо сьогодні дати відповідь.
ІІІ. Активізація і актуалізація знань.
Учитель: Ми вже знаємо, що м’яч, кинутий вгору, в кінці – кінців упаде на землю. На землю упаде і осіннє листя , і крапля дощу, і гарматний снаряд. Чому?
Учень: Ми можемо спостерігати ці явища тому, що на всі тіла розміщенні поблизу Землі діє сила тяжіння.
Учитель: Ви стверджуєте, що на всі тіла, розміщенні поблизу Землі діє сила тяжіння, але далеко не всі тіла падають на Землю. Наприклад: Плафон висить і не падає. Ви сидите на стільцях і не падаєте на Землю. Класна дошка висить на стіні і не падає. Таких прикладів можна навести безліч. Чому ж ми це можемо спостерігати?
Учень: Це спостерігається тому, що одночасно з дією сили тяжіння на перелічені тіла, на них діє сила пружності.
Учитель: Хотілося, щоб ви уточнили про що йде мова.
Учень: Візьмемо тягарець. Якщо ми його відпустимо, то він під дією сили тяжіння почне рухатися до Землі. Але якщо ми його поставимо на опору, то рух припиниться.
Учитель: А чому припиниться рух тягарця?
Учень: Рух тягарця припиниться тому, що разом з силою тяжіння діє сила пружності.
Учитель: Але ж якщо разом з силою тяжіння діє сила пружності то можна було б припустити, що тіло ще більше буде притягатися Землею...
Учень: Ні. Тут сили пружності і тяжіння діють в протилежних напрямках. Якщо сила тяжіння діє вниз, то сила пружності в даному досліді діє вгору.
Учитель: Звідки виникла ця друга сила?
Учень: Внаслідок руху тягарця вниз, опора прогинається – деформується. А згідно закону Гука, при деформації виникає сила пружності, яка прямо пропорційна деформації і спрямована в бік протилежний деформації.
Учитель: Але ж я не бачу ніякої деформації.
Учень: Те, що ми не бачимо чогось, не означає, що цього не існує. З Землі ми не бачимо зворотну сторону Місяця, ми не бачимо молекул і атомів, не бачимо радіохвиль, але вони реально існують.
Учитель: Тим не менше, чи можна якось змінити умови досліду, щоб деформацію можна було побачити?
Учень: Покладемо на дві опори металеву лінійку. Поставимо на неї тягарець. Спочатку він рухається до Землі, а потім рух цей припиняється. Ми в цей час спостерігаємо деформацію лінійки.
Учитель: Чи тільки під час деформації опори виникає сила пружності?
Учень: Ні. Можна взяти пружину, підвісити на ній тягарець. Він знову спочатку рухається до Землі, а потім рух цей припиняється, а в пружині виникне деформація і як наслідок – сила пружності.
Учитель: Чи не могли б ви перелічити види деформації?
Учень: Всього розрізняють п’ять видів деформації: розтягу – стиску, зсуву, кручення, згину, зрізу. І при виникненні кожної з них виникає сила, що протидіє деформації.
Учитель: А чому, власне, тіло діє на опору або підвіс?
Учень: Мабуть внаслідок притягання тіла до Землі. Сила тяжіння дорівнює F=mg.
Учень: Але це взаємодія між Землею і тілом. То при чому тут опора?
От ми і підішли до теми нашого уроку. На попередніх уроках ми з вами вивчили природу сили пружності та одержали знання про силу тяжіння, як приватний випадок сили всесвітнього тяжіння, а тема нашого сьогоднішнього уроку: „Вага тіла. Невагомість. Гравітація і людина.”
IV. Викладання нового матеріалу.
Проведемо простий дослід. Поставимо тіло на опору. Унаслідок взаємодії деформується не тільки опора, а й тіло, яке притягається до землі. Тепер підвісимо це тіло до підвісу. Знову відбувається деформація тіла і опори. Який висновок з цього досліду можна зробити?
Зазвичай деформацію тіла побачити важко, але ми вже говорили про це. Якщо ж тіло деформується, то воно діє на опору або підвіс з якоюсь силою. Силу, з якою тіло внаслідок притягання до Землі діє на горизонтальну опору або підвіс називають вагою тіла. Вага позначається літерою Р і, як будь – яка сила вимірюється в ньютонах. [P]=H.
Не слід плутати вагу із силою тяжіння. Сила тяжіння діє на саме тіло з боку Землі, тоді як вага, - це сила пружності, що діє на опору або підвіс. Знайти вагу тіла, що знаходиться в спокої, або рухається прямолінійно і рівномірно, можна за формулою P=mg, де
Р – вага тіла, m – маса тіла, g = 9.81 Н/кг.
Давайте порівняємо силу тяжіння і вагу тіла, а результат занесемо у таблицю № 1
Порівняння сили тяжіння та ваги тіла
|
Табл.
№ 1
|
Питання
|
Сила тяжіння
|
Вага тіла
|
|
Векторна чи скалярна величина?
|
Векторна
|
Векторна
|
|
Які одиниці вимірювання?
|
Н (Ньютон)
|
Н (Ньютон)
|
|
Яким приладом вимірюють?
|
Динамометром
|
Динамометром
|
|
Який напрям дії сили?
|
Вертикально вниз
|
Перпендикулярно площі опори
|
|
За якою формулою обчислюється?
|
F = mg
|
P = mg
|
|
До чого прикладена сила?
|
До тіла
|
До опори або підвісу
|
Іноді вагу, особливо в побуті, плутають з масою. Це не правильно. Вага – сила, величина, що характеризує інтенсивність взаємодії тіл. Вона залежить не тільки від величини, а й від напрямку дії, від точки прикладання. Тоді як маса – характеристика інертних і гравітаційних властивостей тіл. Більша маса – більша інертність і притягання. Маса не залежить від напрямку, тобто не є вектором. До того ж маса і вага вимірюються різними величинами. Ще одна відмінність: тіло має якусь певну масу, а от вага тіла може змінюватися.
Проведемо ще один простий дослід. Закріпимо тягарець на динамометрі. Динамометр покаже вагу тягарця. А тепер піднімемо динамометр з тягарцем вгору, після чого опустимо їх вниз. Що ви спостерігаєте? Який висновок з цього досліду можна зробити?
Ми побачили, що вага тіла в першому випадку збільшилась, а в другому – зменшилась. Чи хотіли б ви, щоб саме так вам зважували цукерки в крамниці, або картоплю на базарі?
А чи можна було б зовсім позбавитися ваги?
Проведемо ще один дослід. Закріпимо тягарець на динамометрі. Динамометр покаже вагу тягарця. А тепер піднімемо динамометр з тягарцем вгору і отпустимо їх вільно падати. Що ви спостерігаєте? Який висновок з цього досліду можна зробити?
Ми побачили, що вага тіла зовсім зникла. Тіло, внаслідок відсутності опори або підвісу втратило вагу.
Давайте зведемо порівняння цих величин в таблицю № 2
Порівняння маси та ваги тіла
|
Табл.
№ 2
|
Питання
|
Маса тіла
|
Вага тіла
|
|
Векторна чи скалярна величина?
|
Скалярна
|
Векторна
|
|
Які одиниці вимірювання?
|
кг (кілограм)
|
Н (Ньютон)
|
|
Яким приладом вимірюють?
|
Терезами
|
Динамометром
|
|
Чи змінюється в різних точках Землі?
|
Ні
|
Так
|
|
Чи залежить від висоти над поверхнею Землі?
|
Ні
|
Так
|
|
Чи змінюється на інших планетах?
|
Ні
|
Так
|
|
Як змінюється при вертикальному русі?
|
Не змінюється
|
Збільшується або зменшується
|
|
Як змінюється при вільному падінні?
|
Не змінюється
|
Дорівнює нулю, зникає.
|
Цей особливий стан називається невагомість. В ньому перебувають всі тіла, які вільно падають поблизу Землі, або інших космічних тіл.
Клас було поділено на три групи, які підготували повідомлення по наступних питаннях:
Чи перебуває людина в стані невагомості в повсякденному житті?
Який вплив невагомості на людський організм?
Чи можна штучно створити невагомість або перевантаження?
Надамо їм слово.
Група 1.
Людина в повсякденному житті часто зустрічається зі станом невагомості: при стрибках і бігу, при русі по криволінійним траєкторіям, площини яких перпендикулярні поверхні Землі.
На практиці в земних умовах стан невагомості можна спостерігати:
В „баштах невагомості” – спеціальних високих спорудах, в яких вільно падають контейнери з дослідницькою апаратурою. Для досягнення ефекту вільного падіння, з цих башт викачують повітря.
В літаках, що рухаються по особливим траєкторіям – „гірка Кеплера”.
За допомогою ракет – зондів, які піднімаються в розріджені шари атмосфери, після чого їх двигуни вимикаються, і вони переходять в режим вільного падіння.
Ще один спосіб одержання „невагомості” в земних умовах – імерсія , тобто занурення тіла в рідину, з густиною, що дорівнює густині тіла. В цьому випадку вага тіла зрівноважується силою Архімеда, тіло стає „невагомим”, набуває здатності вільно рухатися в будь – якому напрямку. Саме таким чином тренуються космонавти в Центрі підготовки космонавтів імені Ю.О. Гагаріна для роботи на космічних станціях. Але треба пам’ятати, що” гідравлічна невагомість” відрізняється від природної невагомості, перш за все наявністю опору, який спричинює рідинне середовище.
Однією з моделей стану невагомості може слугувати певне положення тіла людини в ліжку, при якому верхня частина тіла розташовується нижче горизонтальної лінії, - так зване антиортостатичне положення. В спеціальних дослідах кут нахилу тіла в положенні „вниз головою” міняється від 4 до 30 градусів. При цьому виявилося, що чим більший нахил, тім сильніше проявляється дія так званої „земної невагомості”. Дослідники прийшли до висновку, що 15 – ти хвилинне перебування людини під кутом 30 градусів. Можна використовувати як тест на витривалість до невагомості.
Ось що пише одне з Інтернет – видань:
За квартал у ліжку заплатять 17 тисяч доларів
Ангеліна КАРЯКІНА
$17 тис. або ж по $10 за годину заплатить Національне аерокосмічне агентство США (НАСА) учасникам нового експерименту. У рамках дослідження люди мають перебувати в ліжку три місяці. Таким чином у НАСА вивчатимуть вплив невагомості на організм. Тому імітуватимуть її на Землі.
Ліжка учасників експерименту нахилені до підлоги. Їхні голови нижче ніг. У такому положенні можна справляти фізіологічні потреби, приймати душ, користуватися Інтернетом та дивитися кіно.
По завершенні дослідження волонтерів ще кілька місяців обстежуватимуть лікарі. Вони слідкуватимуть за реабілітацією організму.
Учасники дослідження оцінюють своє завдання як неважке.
— Я хочу допомогти космічній програмі — зробити наших космонавтів здоровішими, аби вони успішніше вивчали Марс, — пише у своєму інтернет-щоденнику учасниця з ліжка. — До того ж за останні 10 років мені не вдавалося так розслабитися та відпочити.
НАСА планує найближчим часом вивчити межі здатності людини до усамітнення. У вересні цього року кілька волонтерів на півтора року відправляться до ізольованих капсул. У такий спосіб в аерокосмічному агентстві хочуть переконатися в тому, що космонавти переноситимуть дальні польоти без психологічної шкоди.
Група 2.
Стан невагомості, що моделюється не Землі триває недовго: кілька секунд в баштах невагомості, до 2 хвилин при польоті літака по траєкторії Кеплера, кілька десятків хвилин в висотних ракетах. Але стан невагомості в космічних кораблях може тривати як завгодно довго. Це пов’язано з тим, що рух космічного корабля являє собою неперервне вільне падіння.
Вплив невагомості починає проявлятися у організмів, що мають масу, починаючи з кількох грамів. Особливо помітно невагомість впливає на людину. Організм людини відповідає на стан невагомості:
В області свідомості – більша або менша дезорієнтація в просторі. У людини виникають ілюзії положення і переміщення, пов’язані з порушенням діяльності вестибулярного апарату, зору, шкірної і м’язової чутливості. У людини виникає відчуття, нібито вона падає або рухається вниз головою.
Друга група реакцій пов’язана з тим, що в невагомості кров також стає невагомою. В результаті відбувається перерозподіл циркуляції крові, з нижньої частини тіла вона переміщається до серця, яке запускає нові механізми регуляції, що призводить до зменшення циркуляції крові, викидах з нирок води. Це призводить до негативного водного балансу та детринованості сердечно – судинної системи.
Ще одна дія невагомості проявляється в тому, що кістки та м’язи не отримують вагового навантаження. Людина не ходить, а плаває в космічному кораблі. Для переміщення більше значення набувають руки , а не ноги. Частково атрофуються м’язи, змінюється координація рухів.
Людина може пристосуватися до стану невагомості (особливо при нетривалих польотах), але в багатьох випадках вплив невагомості на людський організм негативних.
Н евагомість
Астронавти на Міжнародній космічній станції
Невагомість — явище, що зазнається людьми під час вільного падіння. Хоча термін нульова гравітація часто використовується як синонім, невагомість на орбіті не є результатом відсутності сили тяжіння чи навіть її значного зменшення (фактично, сила тяжіння Землі на висоті 100 км тільки на 3 % менше ніж на поверхні).
Невагомість відбувається всякий раз, коли всі сили, прикладені до людини чи об'єкта однорідно поширені по всій масі об'єкта, або коли на об'єкт не діє ніяка сила.
Вплив невагомості на здоров'я людини
Після появи космічних станцій, які мають можливість для життя людей протягом довгих проміжків часу, було продемонстровано, що перебування у невагомості має деякі шкідливі наслідки на здоров'я людини. Люди добре адаптуються до фізичних умов на поверхні Землі, але після тривалого періоду перебування у середовищі невагомості різні фізіологічні системи починають змінюватися і атрофуватися. Хоча ці зміни є зазвичай тимчасовими, вони можуть призвести до серйозніших хвороб.
Під час перших годин у стані невагомості приблизно 45 % усіх людей зазнають симптомів синдрому космічної адаптації (СКА), також знаний як космічна хвороба. До ознак космічної хвороби належать нудота і блювота, запаморочення, головний біль, млявість або повне нездужання. Перший випадок СКА був повідомлений космонавтом Германом Тітовим у 1961 році. Тривалість космічної хвороби змінюється, але не було зафіксовано випадків, коли вона тривала більше 72 годин.
Найзначніші негативні впливи від довгострокової невагомості — атрофія м'язів та погіршення кістяка. Ці ефекти можна мінімізувати шляхом здійснення спеціальних вправ. Іншими істотними наслідками є перерозподіл рідин у тілі, уповільнення серцево-судинної системи, зменшення виробництва еритроцитів, порушення рівноваги та ослаблення імунної системи. Менш небезпечними наслідками, що зникають після повернення на Землю, є втрата маси тіла, носова гіперемія, порушення сну, надлишкове скупчення газів у кишківнику та набряклість обличчя.
Багато які з ускладнень, викликаних невагомістю, схожі на ознаки старіння. Вчені вважають, що дослідження згубних впливів невагомості може мати користь для медицини, наприклад, можливе лікування остеопорозу та покращене медичне піклування про старих людей, прикутих до ліжка.
Ефекти на нелюдські організми
Російські вчені спостерігали відмінності між тарганами, народженими у космосі та їхніми земних родичами. Вирощені у космосі таргани рости швидше і також були більшими та сильнішими.
Яйця домашньої птиці, які були запліднені у мікрогравітації дуже рідко розвивалися належним чином.
Космічні польоти значно збільшують ризик переломів - учені
 HelpAlexander
МОСКВА, 26 янв - РІА Новини. Астронавти, що проводять місяці в космосі, випробовують значно більше сильне зниження міцності кісткової тканини, чим уважалося раніше, заявляє група вчених з університетів Ирвина й Сан-Франциско (Каліфорнія, США), у статті, опублікованої в журналі Bone.
Автори статті обстежили 13 астронавтів, які провели від чотирьох до шести місяців на борті Міжнародної космічної станції, і виявили, що в середньому міцність стегнових костей астронавтів знизилася на 14%, при цьому в трьох з них міцність кісткової тканини знизилася на 20%-30%, що порівнянно з рівнем, спостережуваним у жінок похилого віку, що страждають остеопорозом.
Одним з негативних наслідків впливу невагомості на організм людини під час космічних польотів є деминерализация костей - вимивання солей кальцію, магнію, фосфору - і значне зниження їхньої міцності. Для боротьби із цим явищем використаються фізичні навантаження, дієта з підвищеним змістом кальцію й опромінення ультрафіолетом.
Учені зіставили дані комп'ютерної томографії стегнових костей астронавтів до польоту й після повернення й установили, що швидкість втрати міцності кісткової тканини становила від 0,6% до 5% на місяць, тоді як колишні дані, отримані за допомогою рентгенівських апаратів, показували, що міцність падає в середньому на 0,4%-1,8% на місяць.
"Якщо не будуть вжиті профілактичні заходи, деякі з наших астронавтів можуть зіштовхнутися з підвищеним ризиком переломів через десятиліття після польоту", - відзначає провідний автор статті Джойс Кейяк (Joyce Keyak) з університету Каліфорнії в Ирвине, слова якої приводяться в прес-релізі університету.
Космос: найгидкіші поселенці?
Tue, 2009-06-16 08:39 — AexChecker
Нове дослідження припускає,що тривалі космічні польоти могли б зробити астронавтів меншими, товстішими, лисими.
Вам здається, що все, що показують фільми і телешоу, в один прекрасний день може стати реальністю: простір буде заселений тільки покірливими чоловіками та повногрудими жінками? Гаразд, є причини називати це науковою фантастикою, тому що продовживши час подорожі космічним простором, можна було б фактично залишити астронавтам грубий, роздутий, непривабливий вигляд. Астробіолог доктор Люїс Дартнел займається дослідженням довготривалого впливу невагомості саме на можливість псування вашого вигляду найбільш непривабливими способами.
Як ми повідомляли раніше, на цьому тижні НАСА набирає людей, охочих залишатися в ліжку протягом декількох місяців, щоб надати можливість спостерігати ефекти впливу невагомості на тіло. І результати не дуже втішають. Оскільки ви перебуваєте в одній площині, не треба багато сил, щоб пересуватися в просторі, а це призводить до швидкої атрофії м'язів. Космонавти, як правило, досить швидко втрачають кісткову масу і їхнє тіло стає дуже слабким. Розвиток нашої кровоносної системи компенсується вагою, так що без неї кров починає збиратися в нетипових місцях. Це призводить до головного болю, хронічної гіперемії, і, через деякий час до напухання голови. Якби подорожувало б ціле покоління, наслідки могли б бути ще більш тяжкими. М'язи і кістки не могли б правильно розвиватися, в результаті чого немовлята були б маленькими і товстими. Мешканці, контролюючи умови середовища, адаптувалися б до клімату - і це могло б призвести до еволюційної відмови від волосся, яке в першу чергу виконує теплозахисну функцію.
Факт залишається фактом: організм людини не призначений для космічних подорожей, але, можливо, одного дня ми зможемо подолати ці негативні наслідки. Можливо, ми введемо до нашого раціону харчові добавки, які дозволять компенсувати втрати кісткової маси. Можливо, ми знайдемо більш ефективні шляхи для занять фізичними вправами в космосі, щоб не втратити силу м'язів. Давайте будемо надіятися, інакше, майбутнє починає виглядати потворним.
Група 3
Те як створити штучну невагомість ми уже знаємо. Але існують проекти створення штучної гравітації на орбіті.
Самий простий спосіб створення штучного поля тяжіння – надати космічній станції (КС) обертального руху. При цьому мешканці, що живуть на певній відстані від осі обертання будуть відчувати наявність ваги. Щоб пояснити це, проведемо дослід з відром води. Наллємо в відро трохи води, прив’яжемо до дужки вірьовку і розкрутимо відро за цю вірьовку. При чому обертання можливе, як в горизонтальній площині так і в вертикальній, або в будь – якій іншій. Вода не виливається з відра внаслідок дії відцентрової сили. Величина штучного поля тяжіння залежить від швидкості обертання і відстані від осі. Раціональне сполучення цих параметрів дозволяє розрахувати достатньо компактну споруду з великим значенням штучної ваги. Відомий проект „стенфордського тору” – можливого поселення на 10 тисяч осіб, що рухається по орбіті між Землею і Місяцем. Проект являє собою тор (бублик) діаметром 1,5 км, що обертається. Над тором мають розташовуватися гігантські дзеркала, які спрямовують сонечне світло в житлові приміщення.
Існує ідея проведення Олімпійських ігор на орбітальній станції. Пропонується навіть створення нових видів спорту для таких змагань. І хоч вартість такого „космічного стадіону” сягає 1,5 трілліона доларів, це однак значно менше ніж витрачається в світі на озброєння.
Існують проекти створення „Модуля із штучною гравітацією” у нас на Дніпропетровщині на заводі „Південмаш” і КБ „Південному”.
Модуль із штучною гравітацією / Тематика: Космонавтика /
/ Автор: Дрига Микола Васильович /
Світова космонавтика фактично підійшла до нового етапу свого розвитку, створюються проекти міжпланетних пілотованих польотів. З'явилися і нові мешканці космічних станцій (далі КС) – космічні туристи. Але реалізація таких проектів стримується відсутністю засобів створення штучної гравітації. Якоюсь мірою це теж є причиною відсутності ясності, якими засобами формувати міжпланетні експедиції.
Щ е в часи Королева була ідея створити штучну гравітацію тором що обертається. Але на шляху реалізації цієї ідеї стояло відразу декілька проблем. Це, поверхня що обертається, ненадійність герметизації частин що обертаються і нерухомих частин, проблеми стиковки з такою конструкцією і так далі. До теперішнього часу існували примітивні аналогії такі як «бігова доріжка» і «короткорадіусна центрифуга». Їх використання з медикаментозним доповненням, при польотах на Марс, було б безжалісним по відношенню до космонавтів, які і так проходят достатнє випробування на витривалість на Землі. Запатентований «Модуль...» корінним чином міняє психологічні і фізіологічні умови перебування космонавтів і космічних туристів на космічній станції. Можливості «Модуля...» перевершили очікування.
Раціональна конфігурація «Модуля» зняла всі існуючі раніше технічні проблеми, і виявилося що його назва не відображає всю повноту його можливостей. Напревеликий жаль в Україні немає своїх КС, але модуль успішно можна використовувати в міжнародних космічних проектах, наприклад викупивши патент у приватного власника. Реалізація патенту могла б не лише підняти імідж України але і бути замовленням для виготовлення модуля на «Південмаші», а можливо і для розробки конструкторської документації на КБ «Південному». Тим більше що експерти НКАУ уклали що «можливість реальної побудови «Модуля...» не викликає сумнівів». Технічні рішення «Модуля...» наскільки несподівані що дійсно важко повірити в реальні можливості модуля без знайомства з ним. Тому необхідно розкрити частину суті конструкції і можливостей «Модуля...» і складна багатоланкова формула це дозволяє.
Конструкція «Модуля...» збірна, трансформується, зовні нерухома. На осьовому вигляді, місця з'єднань позначені подвійними лініями. Зовнішня частина має тороїдоподібну форму. Її нерухомість має важливе значення при виходах у відкритий космос, при встановленні зовнішнього обладнання і його обслуговування, а головне – збірка лише нерухомих секцій забезпечує надійну герметизацію. У центрі, по осі розташований центральний шлюзовий відсік (далі ЦВ), який сполучається з тором через радіальні і поперечні відсіки. Нерухомість ЦВ важлива для стиковок. Тор збирається з лінійних секцій, що спрощує технологію їх виготовлення, а при збірці їх по декілька штук з поворотом на 180*, вони складаються прямою трубою. Це важливо для транспортування на орбіту. Доставка секцій і відсіків «Модуля...» здійснюється цілеспрямовано або попутньо, але в певній послідовності. ЦВ доводиться до робочого стану ще на землі , тобто стикувальні вузли і шлюзи мають бути робочими, а «вікна» приєднання радіальних відсіків мають бути закриті з можливістю їх відкрити при зібраному «Модулі...». ЦВ пристикований до транспортника, перший доставляється на функціонуючу КС, і другим стикувальним вузлом прєднується до КС. Після відстиковки транспортника, КС буде готова приймати чергові вантажі стикувальним вузлом вже приєднаного ЦВ. Поблизу стикувального вузла ЦВ, передбачено місце установки зборочно-перевантажувального маніпулятора. Потім доставляються і встановлюються радіальні і поперечні відсіки. Останнім збирається тор і приєднується до поперечних відсіків, за допомогою маніпулятора. Після збірки «Модуль...» заповнюється повітрям, випробовується його герметичність і екіпаж без скафандрів приступає до внутрішніх робіт. Деякі секції тора збоку мають «вікна» для приєднання секцій, які створені для розміщення обладнання різного призначення, а деякі з них можуть використовуватись для прийому вантажів що доставляються. Поперечні відсіки можуть містити виходи у відкритий космос. Обертання кабін (кімнат різного призначення) здійснюється в самому торі, як по замкнутому тонелю, чим і створюється безпечна штучна гравітація. Така конструкція має наступні переваги. Великий компактний простір з комфортними умовами може вміщати багато устаткування і чисельний екіпаж при "сусідстві" невагомості і гравітації, при цьому переміщення по кімнатах можливо в легких скафандрах. Обертаються в основному корисні маси. Система обертання також має ряд неочікуваних рішень, доки вони залишаться як ноу-хау.
Вже згадувалося що ЦВ має на кінцях два стикувальні вузли. Якщо врахувати думку що міжпланетні експедиції все ж повинні формуватися на навколоземній орбіті, то наявність двох стикувальних вузлів дозволяє виконувати різні маневри по перестикуванню і т.д. Також можна зістиковувати модулі ланцюжком, із зручним обєднанням усередині і одночасною їх автономністю, що може забезпечити оперативні заходи, а також безпеку в нештатних умовах на міжпланетній трасі.
Після всього згаданого можна підвести підсумок, що широкі можливості «Модуля» дозволяють використовувати його як перспективний, базовий модуль для міжпланетних польотів, який може визначити новий підхід в створенні таких експедицій.
V. Перегляд учбового кінофільму. А зараз пропоную вам переглянути відео фрагмент з документального фільму „Уроки з космосу”, які ілюструють дію невагомості.
VI. Закріплення нових знань та умінь.
Що називається силою тяжіння?
Що називається вагою тіла?
Як обчислюється сила тяжіння?
Як обчислюється вагою тіла?
Яка різниця між вагою тіла і його масою?
Коли тіла перебувають в стані невагомості?
Чи відчували ви стан невагомості або перевантаження?
VIІ. Підведення підсумків
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
VIІІ. Домашнє завдання: Вивчити § 19, повторити § 14 – 18, розв’язати задачу № 123. Додаткове завдання: Знайдіть інформацію про гравітаційну взаємодію небесних тіл, зокрема Землі і Місяця.
|