在地面上,人們一般用天平、臺秤、托盤秤、桿秤、彈簧秤測量物體的質量。那么,失重環(huán)境下,太空中航天員想要知道自己是胖了還是瘦了,該怎么辦呢?
“質量測量儀”派上了用場,這是從天宮一號艙壁上打開的一個支架形狀裝置。聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開支架,一放手,支架便在彈簧的作用下回復原位。測量結果表明,聶海勝的質量是74千克。
王亞平解釋說,天宮中的質量測量儀,應用的是牛頓第二運動定律:物體受到的力等于它的質量×加速度。實驗中設計了一個彈簧能夠產生一個恒定的力,還設計了一個系統(tǒng)測出加速度,然后根據牛頓第二定律就可以算出身體的質量了。
背后:牛頓第二定律
上海宇航學會副秘書長趙金才解說,這一實驗用到了胡克定律和牛頓第二定律。“胡克定理”也叫彈簧定律,就是要將彈簧壓縮到同樣程度,用的力是固定的。太空中測量質量的儀器上標注彈簧發(fā)生不同程度形變所需要的力的大小,就好像桿秤標注的重量刻度一樣。
牛頓第二定律,即加速度的大小跟所受的力成正比,和物體質量成反比,公式為F(力)=M(質量)×A(加速度)。
根據第二定律,用讀出的力的數(shù)值除以測量到的加速度,就可以在太空中“稱”出體重。上一篇 : 電子天平在中國的發(fā)展趨向
下一篇 : 液體傳感器2013年的黃金發(fā)展期