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【空间站|太空没有摩擦力,如果航天员出舱时踢了一脚空间站,空间站会不会被踢飞?】
如果一个航天员出舱时候 , 狠狠地踢了一脚空间站 , 空间站会不会被踢飞出去?
能推飞空间站吗?
这是一个很简单但是又不是那么简单的问题?
在太空中空间站正常运行时是没有动力的 , 运行过程也几乎没有受到摩擦力(忽略为0) , 从理论上航天员确实能一脚把空间站踢飞 。
假如一个宇航员在太空中推了一把空间站(踢这个动作显得有点没素质) , 力气为200牛 , 作用时间为1秒 , 那么420吨重的国际空间站得到的加速度是多少呢?
推空间站受力情况
从牛顿第二定律F=ma得到a=F/m , 所以a1=200/420000≈0.00048m/s^2 。
增加的速度v=v0+a1*t=0.00048m/s(假设该方向上初速度为0 , 下同) 。
看起来数值很小 , 不过要考虑到在太空中没有摩擦力 , 空间站会一直保持这个速度飞行 。 那么一天之后空间站偏移的距离就是s=vt=0.00048*24*3600≈41.5m 。
从数值上看 , 一天内的偏移量确实能将空间站带离轨道了 , 也就是我们所说的“踢飞”空间站 。
在机械臂上太空行走
不过呢?根据牛顿第二定律 , 力是相互的 , 一个航天员推空间站的时候 , 他也同样受到大小一样 , 方向相反的反作用力 。
假如这位没事踢……哦 , 应该是推了一把空间站的航天员 , 他的体重为60公斤 , 那么他得到的加速度就应该是:
a2=(420000/60)*a1=7000*0.00048=3.36m/s^2
增加的速度v=v=v0+a1*t=3.36m/s 。
这个速度可不小 , 跟一个人跑步的速度差不多了 , 一天之后他就要飞出290公里之外了 。
无绳太空行走
对于空间站来说 , 一天偏离个几十米是正常的 , 偏移多了还可以用调姿发动机进行修正 。 但是对于这个航天员就惨了 , 他得在茫茫太空中飘零 。
所以 , 在太空中出舱行走的航天员都要系一根绳子 , 或者配置带飞行功能的航天工具 , 防止回不来了 。
系绳出舱太空行走
如果航天员系绳子推一把空间站 , 当他和空间站分离时 , 由于绳子的约束 , 双方再次受到相反的作用力 , 抵消原来的推力 , 相当于大家刚才白做功了 。
这也是为什么航天员多次出舱行走 , 推空间站而没有将空间站推飞的一个原因 。
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