Савченко · Глава 2. Динамика · § 2.1. Законы Ньютона

Савченко, задача 2.1.10

Задача 2.1.10«невесомость» в бассейне
Условие

Для подготовки к работе в условиях невесомости одетые в скафандры космонавты тренируются в воде. При этом сила тяжести, действующая на них, уравновешивается выталкивающей силой. В чём отличие такой «невесомости» от настоящей?

▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Решение
Идея Сравним, куда приложены компенсирующие силы. Тяжесть действует на каждый грамм тела, а архимедова сила — только на поверхность скафандра.

В настоящей невесомости (свободном падении) тяжесть сообщает всем частям тела одинаковое ускорение, поэтому исчезают все внутренние опорные силы: кровь, внутренние органы, руки — ничто ни на что не давит. В воде же выталкивающая сила приложена к поверхности скафандра: скелет по-прежнему несёт вес мышц и органов, кровь давит на сосуды, вестибулярный аппарат прекрасно чувствует «верх» и «низ». «Невесомы» лишь космонавт целиком плюс скафандр как единое тело.

Второе отличие — вязкая вода сопротивляется любому движению: в настоящей невесомости, оттолкнувшись, летишь равномерно, а в бассейне быстро останавливаешься. Поэтому в воде отрабатывают только медленные операции (монтаж, перемещения вдоль поручней), а не динамику.

Ответ выталкивающая сила приложена к поверхности скафандра, а не к каждому элементу тела: внутренние опорные силы (вес органов, давление крови, работа вестибулярного аппарата) сохраняются; кроме того, вода тормозит движения.
Следующая задача 2.1.11 →