Как измерить массу тела в космосе?

The Question
  ·  
3,4 K
Физик, научный сотрудник Института СВЧ полупроводниковой электроники РАН

Возможность найдется всегда, тем более что для измерения массы нет разницы, где её мерять. Вопрос только в методе. Более того, в космосе это может быть даже проще: действует меньше лишних сил.

Проще всего раскрутить это тело. Тогда, зная параметры вращения и измерив центробежную силу, мы узнаем его массу. А если измерять небольшие массы, то проще всего использовать линейный или крутильный пружинный маятник. Предмет, масса которого неизвестна, закрепляется на конце пружины, жесткость которой известна. Он оттягивается и отпускается, и начинаются колебания. Если не учитывать диссипативные потери энергии (сопротивление воздуха и, если есть, потери в самой пружине при сжатии-растяжении), то период установившихся колебаний будет пропорционален квадратному корню из массы.

Под небольшой массой я подразумеваю такую, для которой можно сделать пружину и вообще провести весь этот эксперимент, то есть размером от нескольких молекул (такие весы широко используются в разных датчиках) до огромных масс вроде небольших астероидов.

А ещё можно пульнуть чем-нибудь с известной массой по измеряемому телу и посмотреть на результат. При возможности измерить относительные скорости до и после пуляния мы сразу получим все данные, используя закон сохранения импульса и энергии. При этом даже если тело по-тихому распадется, массу кусков мы всё равно узнаем.

К измеряемой массе ещё можно прицепить реактивный двигатель с известной тягой и посмотреть, как быстро будет разгоняться тело. Отсюда снова получим массу. Для больших объектов типа звезд или планет применяются уже другие способы, конечно, непрямые. Например, массу Солнца можно определить с некоторой точностью, исходя из параметров орбиты планеты, обращающейся вокруг него (это если считать, что масса планеты много меньше массы Солнца).

Для дальних рубежей космоса можно применить релятивистские законы, в частности, факт искривления света под воздействием гравитации, которая пропорциональна массе. Подобные измерения были проведены и для нашего Солнца.

15 марта 2015  ·  < 100
Написать комментарий...
Реклама
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Читайте также

Почему в черной дыре время идёт медленнее чем в космосе, а на Земле быстрее чем в космосе? Примерно 51 год в космосе равен 1 минуте в черной дыре, за то час на Земле равен 1 минуте в орбите земли?

Не так всё было.

Гравитация искривляет пространство-время, в том числе замедляет время. Насчёт 51 год за минуту, конечно, это условность, я думаю, при такой гравитации космонавта бы просто порвало. :)

но на орбите Земли, действительно, время идёт быстрее. Примерно 100 лет на орбите равно 100 лет и одной секунде на Земле. А если точнее, то за сутки разница 38 микросекунд, что даёт 0,01007 секунд в год. Казалось бы немного, но без этой поправки GPS бы не работал, ведь с высоты 22 тысячи километров определить положение с точностью до полуметра - это ваще капец как чётко.

24 февраля  ·  3,9 K
Прочитать ещё 2 ответа

Есть ли на самом деле бесконечность космоса или нет ?

Глеб  ·  1

Можно говорить лишь о границах наблюдаемой вселенной. Границы наблюдаемой вселенной расширяются со скоростью света и поэтому всё,что расположено за ними не доступно для исследований.В этом смысле наша вселенная имеет границы,что,однако,вовсе не означает,что за их пределами ничего нет.

Есть теория,предполагающая,что кривизна вселенной отлична от нуля и наша вселенная как бы замкнутая,то есть представляет собой некую сферу в четырёхмерном пространстве. Но всё говорит о том,что вселенная-плоская,то есть кривизна её в пределах точности измерений современных приборов равна нулю.Ну а раз она плоская,то она бесконечна,ибо наличие границы пространства это нонсенс.

23 марта  ·  226
Прочитать ещё 2 ответа

Как некоторые умные весы определяют вес костей (нельзя же взвесить всё по отдельности...)?

Представитель бренда Picooc в России

Умные весы обычно определяют не «вес костей», а вес костной массы, то есть минерального, обезжиренного костного вещества. Цифра в приложении не характеризует весь ваш скелет. Средний вес костей взрослого человека составляет 7–10 килограмм.

Весы-жироанализатор определяют вес костной массы при помощи биоимпедансометрии. Это анализ состава тела по электрическому сопротивлению его тканей. Кости и жир, в отличие от мышц, плохо проводят электричество, поэтому возможно узнать процент и массу тканей по отдельности. Умные весы Picooc поддерживают эту технологию.  Электроды на платформе весов подают незаметный ток через ступни, а особые датчики измеряют его прохождение. Фирменное приложение для смартфонов, работающее в паре с весами, собирает и анализирует данные и отображает их в виде статистики и графиков. Кроме того, в приложении даются рекомендации на основе ваших показателей, и рассказывается, как именно их улучшить.

Стоит добавить, что в приложении Picooc можно узнать 12 разных показателей тела, включая процент жира, мышц, воды, костную массу, индекс висцерального жира и вес. Точность каждого показателя высока, так как компания проверяет качество всех произведенных весов и постоянно улучшает алгоритмы приложения. Сейчас готовится к выходу новая версия приложения, рассчитанная на спортсменов и любителей фитнеса.

Вес костной массы уменьшается с возрастом. Особенно важно следить за этим показателем женщинам, поскольку у них выше риск развития остеопороза. Поддерживать кости в здоровом состоянии помогает физическая активность.

Прочитать ещё 2 ответа

Какая температура в космосе?

сисадмин

Считается, что самое холодное место во вселенной - в Финляндии. В 2000 году группа ученых из Хельсинкского технологического университета охладила кусок родия до температуры лишь на десять миллиардных градуса выше абсолютного нуля (около -273°C).

Самая низкая температура в Солнечной системе -235°C, измерена в 1989 году космическим аппаратом "Вояджер II" на поверхности Тритона (одном из спутников планеты Нептун). В глубоком межзвёздном космосе за пределами Солнечной системы температура практически не опускается ниже -245°C. Единственное известное исключение - туманность Бумеранг, открытая австралийскими астрономами в 1979 году. В самом центре туманности находится умирающая звезда с массой в три солнечных, которая последние 1500 лет испускает газ в виде ветра, дующего со скоростью 500 000 км/ч. Из-за быстрого расширения молекулы газа туманности охладились до -271°C, что является самой низкой из официально зарегистрированных в природе естественных температур.

Прочитать ещё 14 ответов

Говорят, до Большого Взрыва ничего не было. Что из себя представляет это «ничего»? Это материя или состояние вещества, как это можно объяснить простыми словами?

А вы не слушайте, что говорят (95% того что про это говорят, является полной чушью). Читайте толковые книжки (если интересуетесь.

Большой взрыв - переход Вселенной из состояния, которое нам почти непонятно, в нынешнее состояние, которое нам более-менее понятно. Как это произошло и что было "до", пока неизвестно. Но есть ряд предположений, довольно разумных. Наиболее популярная гипотеза. Состояние Вселенной до Большого Взрыва - это состояние ложного вакуума (физический вакуум, обладающий плотностью энергии более высокой, чем нынешний). В результате спонтанного перехода в основное состояние (называется - распад ложного вакуума) произошло превращение энергии вакуума в энергию других видов, что привело к образованию вещества и антивещества. Ну и покатилось.

Напомню. Вакуум - одна из форм существования материи, то есть штука материальная. Другие формы - поле и вещество. Так что писать "материя или состояние вещества" - совершенно неграмотно.

16 марта 2019  ·  2,4 K
Прочитать ещё 10 ответов