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“神舟”五号与物理

“神舟”五号是中国第一艘载人太空船,它体现了中国特色和自力更生精神,展示了中国的科技实力,它成功地让“中国制造”这个无可争辩的民族品牌高悬太空,雄辩地证明着:“东方雄狮”已经真正崛起。载人航天技术集中地体现了高科技的魅力,可以说它是当代尖端科技成果的精华。你知道吗?能让“神舟”五号进入太空依据的就是物理学的基本原理:

火箭重达数百吨,却能腾空而起,靠的是燃料燃烧产生的巨大推力,这是燃料的内能转化成了火箭升天的机械能。

火箭在上升阶段要加速,这时航天员要承受4~5个g的“超重”。飞船进入绕地轨道后又进入太空微重力环境,航天员处于失重状态。

火箭升空后的运动就是机械运动,它的整个运动过程将受到牛顿运动定律支配,飞船在空中的运动轨迹必须按力学原理精确计算,地面监测中心时刻观测其位置的变化,以看其是否在预定轨道上运行。

力是改变物体运动状态的原因。飞船在整个航天过程中就会受到各种力,这些力都能改变它的运动状态。这其中有些是已知的,如地球引力,燃料燃烧的推力等;还有不少力是未知的。“神舟”五号飞船在太空中绕地球14圈的航程随便哪个力的忽略都会使轨道产生一点偏差。都将导致“失之毫厘,谬之千里”,会给回收带来意想不到的困难。

“神舟”五号飞船进入绕地轨道后,将不再需要燃料提供动力,它会以7.9千米/秒的第一宇宙速度自行绕地球运动,这时它只受地球引力作用,这个力不断地改变飞船运动方向,使之做绕地球的圆周运动;相反,需要返回时才需要反向施力以减小速度,这样飞船就会落回地面。

“神舟”五号飞船发射时不久可以看到从运载火箭外表面有脱落物,这些脱落物是用于火箭保温的泡沫塑料,以便在酒泉发射场气温较低的情况下保证火箭发射安全。发射时由于火箭的加速度很大,与空气产生的摩擦力也很大,这些泡沫就自然脱落。

在返回舱的外表面采用的烧蚀材料在高温下能发生分解、熔化、蒸发和升华等物理和化学变化,借材料的物态变化、化学反应及材料的质量消耗带走大量的热,以达到阻止热流传人返回舱内部的目的。

“神舟”五号飞船的主降落伞叫做“环帆杀,展开后有1200平方米,可以产生巨大的浮力,确保飞船安全着陆。

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