Wie zu Turn Around im Weltraum
Astronauten schweben um das Innere des Raumtransporters, weil sie in einem gravitationsfreien Umgebung sind. Dadurch entsteht ein einzigartiges Problem für die Astronauten versuchen, Arbeit dort zu erledigen: Wie um zu wenden.
Weil sie schwimmen, wenn Astronauten umdrehen muss, kann sie tun es nicht so leicht, wie Sie können auf der Erde. Auf der Erde wollen, wenn Sie auf dem Boden mit Blick auf einen Weg stehst und dich herum zu drehen, verwenden Sie die Muskeln der Beine auf den Segmenten des Beines zu ziehen, eine Kraft aus dem Boden zu schaffen, die Sie in die Richtung drückt Sie wollen einzuschalten. So schalten Sie um im Raum, können die schwebenden Astronauten nicht den Boden abstoßen, weil sie nicht immer den Boden zu berühren! Die Astronauten könnten warten, bis die Zufalls schwebende Bewegung sie an einer Wand bringt, oder den Boden oder die Decke, und dann diese Oberfläche abstoßen, aber das Warten wird Zeit vergeudet.
Eine Technik verwendet, zu drehen, während im Raum schwebend ist ähnlich der Technik, die von einer Katze verwendet. Katzen, wie das Sprichwort sagt, immer zuerst auf den Füßen landen. Als sie sich mit jeder Bewegung zu tun, bieten die Newtonschen Gesetze, die Erklärung für das Drehen Katzen (und Astronauten).
Die Winkel Versionen von Newtons Gesetze werden dem Wende Wirkung einer Kraft bezogen, die so genannte Drehmoment. Newtons erste Gesetz besagt, dass eine unausgeglichene Drehmoment bewirkt eine Änderung in der Winkelbewegung eines Körpers, ein Winkelbeschleunigung. Newtons zweitem Gesetz sagt, daß die Größe der Beschleunigung direkt von der Größe des Drehmomentes abhängig auf den Körper aufgetragen - ein größeres Drehmoment bewirkt eine größere Beschleunigung, und ein kleineres Drehmoment bewirkt eine kleinere Beschleunigung. Aber Newtons zweites Gesetz sagt auch, dass die Größe der Beschleunigung invers zum Widerstand der Körperbewegung zu ändern, verwandt ist - einen größeren Widerstand bedeutet weniger Beschleunigung und weniger Widerstand bedeutet mehr Beschleunigung.
Der Widerstand gegen Winkelbewegung ändert genannt Trägheitsmoment. Das Trägheitsmoment hängt nicht nur von der Masse des Körpers, sondern darauf, wie die Masse um die Drehachse verteilt ist. Menschen und Katzen kann das Trägheitsmoment manipulieren, indem sie Körpersegmente näher zu bewegen, oder weiter weg von, eine Drehachse. Segmente weiter von der Achse bewegt erhöht das Trägheitsmoment und erhöht den Widerstand Winkelbewegung zu ändern. Bringen Segmente näher an der Achse reduziert das Trägheitsmoment und verringert den Widerstand Winkelbewegung zu ändern.
Die Drehachse, wenn eine aufrechte Person dreht sich um die andere Richtung zu Gesicht aufgerufen, um die vertikale Achse vom Körper. Es ist eine imaginäre Achse, die die Länge des Körpers von Kopf bis Fuß (oder Fuß zu Kopf) ausgeführt wird. Wenn eine Person aufrecht mit ihren Armen in der Nähe des Körpers und ihre Füße zusammen stehen, ist das Trägheitsmoment um die vertikale Achse auf dem niedrigsten Wert.
Mechanisch besteht eine Person aus zwei getrennten Körpern - den Oberkörper (Kopf, Arme und Rumpf, einschließlich der Wirbelsäule, oder Rückgrat) und dem unteren Körper (Becken und Beine). Der Oberkörper und Unterkörper können unabhängig voneinander um die vertikale Achse drehen (wie wenn Sie aufrecht stehen und drehen von Seite zu Seite - den Oberkörper verdreht, aber Ihre Füße bleiben auf dem Boden), und jeder hat seinen eigenen Trägheitsmoment.
Betrachten wir einen Astronauten in einer aufrechten Position auf der rechten Seite zeigt, während im Raum schweben. Um den gesamten Schwimmkörper nach links drehen, die Technik, die von den Astronauten verwendet umfasst die folgenden Bewegungen:
Die Anhebung der Arme über den Kopf, während zur gleichen Zeit, um die Beine vor Auslösen einer L Position des Körpers zu erstellen: Diese Bewegungen reduzieren das Trägheitsmoment des Oberkörpers und erhöhen das Trägheitsmoment des unteren Körpers, um die vertikale Achse.
Twisting den Oberkörper nach links: Diese Drehbewegung wird durch Muskeln im Bauch und unteren Rücken verursacht. Ein Ende der Muskeln wird an der unteren Körperhälfte auf dem Becken, und das andere Ende wird an der Oberkörper auf die Wirbelsäule und Rippen. Der Zug der Muskeln ist an beiden Enden gleich. Wenn die Muskeln des Oberkörpers nach links ziehen, ziehen sie den Unterkörper nach rechts. Die Rotation des Oberkörper nach links ist mehr als die Drehung des unteren Körpers nach rechts, weil das Trägheitsmoment des Oberkörpers kleiner als das Trägheitsmoment des unteren Körpers ist.
Eine Senkung der Arme, so dass sie gerade vor dem Körper sind, während zur gleichen Zeit, um die Beine zu senken. Diese Bewegungen erzeugen eine upside-down L Position an dem Körper, das Trägheitsmoment des Oberkörpers zu erhöhen und das Trägheitsmoment des unteren Körpers um die vertikale Achse abnimmt.
Twisting den Oberkörper nach rechts: Der Zug der Muskeln bewirken, dass der Oberkörper nach rechts zu drehen und bewirkt, dass der Unterkörper nach links zu drehen. Der untere Körper dreht mehr, weil es das kleinere Trägheitsmoment aufweist. Der Körper wird nun in der ursprünglichen Ausgangsposition ausgerichtet sind.
Wiederholen der Folge von Bewegungen, bis der Astronaut der beabsichtigten Richtung zugewandt ist.
Astronauts muss die Technik der Manipulation des Trägheitsmoments zu lernen, während im Raum schweben zu drehen, obwohl Katzen mit ihrer Version der Technik in ihre neuromuskuläre System verdrahtet werden geboren scheinen (auch fast immer Kätzchen Land Füße zuerst). Eine ähnliche Version der Verdrillung kann auf dem Trampolin durchgeführt werden, wodurch die Notwendigkeit in den Weltraum zu gehen, zu negieren, um zu sehen, wie das Trägheitsmoment zu manipulieren Drehung während des Fluges ermöglichen kann.