Будет ли больно, если удариться в невесомости?

Представьте, что вы находитесь в скафандре в открытом космосе и при помощи небольшого реактивного двигателя в ранце на скафандре совершаете облет своего космического корабля. Закончив облет, вы решаете вернуться на корабль и направляетесь к шлюзовому отсеку, но при этом вы немного не рассчитали свою скорость и ударились об шлюзовой люк ногой. Почувствуете ли вы при этом боль?

Источник изображения: kafemuabeti.com
Источник изображения: kafemuabeti.com

Довольно часто можно услышать мнение, что боли не будет, так как в невесомости у тела отсутствует вес. Это мнение ошибочно.

Почему?

Если бы вы упали на Земле с дерева, то также в момент падения пребывали бы в невесомости, но во время столкновения с земной поверхностью ваше тело испытало бы ощутимую перегрузку.

Источник изображения: bobaedream.co.kr
Источник изображения: bobaedream.co.kr

Чем жестче поверхность, на которую вы приземляетесь и чем больше ваша скорость в момент удара об нее, тем сильнее перегрузка. К силе удара невесомость отношения не имеет. Тут все зависит от скорости и массы тела, а не от его веса.

Будем считать, что удар в результате вашего падения будет неупругий - в физике это такой удар, при котором тела соединяются и после этого продолжают свое движение, как одно единое тело (при упругом ударе контакт тел теряется). Примеры упругих и неупругих ударов приведены ниже:

1)

Абсолютно упругий удар  тел, обладающих  одинаковой массой. Источник изображения: wikimedia.org
Абсолютно упругий удар тел, обладающих одинаковой массой. Источник изображения: wikimedia.org

2)

Абсолютно упругий удар  тел с одинаковой массой, но с разными направлениями движения и модулями скорости. Источник изображения: wikimedia.org
Абсолютно упругий удар тел с одинаковой массой, но с разными направлениями движения и модулями скорости. Источник изображения: wikimedia.org

3)

Абсолютно упругий удар  тел с различающейся массой. Источник изображения: wikimedia.org
Абсолютно упругий удар тел с различающейся массой. Источник изображения: wikimedia.org

4)

Пример абсолютно неупругого удара. Источник изображения: wikimedia.org
Пример абсолютно неупругого удара. Источник изображения: wikimedia.org

В результате неупругого удара кинетическая энергия вашего тела относительно движения снизится до нуля. Часть этой энергии пойдет на нагрев соударяющихся тел, а другая часть израсходуется на деформацию - к примеру, на переломы костей.

Согласно формуле кинетическая энергия тела зависит только от скорости движения и массы тела, сила тяжести здесь ни при чем.

Формула кинетической энергии,  где  m- масса тела, v-скорость.
Формула кинетической энергии, где m- масса тела, v-скорость.

Правда, в рассматриваемом нами случае при падении с дерева ваша скорость будет зависеть от ускорения свободного падения. Однако скорость есть скорость, вне зависимости от причин, в результате которых она появилась. Из-за этого совершенно неважно то, что при столкновении с космическим кораблем ваша скорость определяется силой тяги реактивного ранца, а не ускорением свободного падения. Также и на нашей планете вы можете одинаково сильно удариться, как при быстром беге, так и при падении с дерева и получить схожие травмы.

Этот пример хорошо показывает принципиальные отличия массы и веса тела. В космосе вы ничего не весите, но масса вашего тела от этого не меняется. Но, надо сказать, что когда вы ударитесь о ваш космический корабль, вам будет не настолько больно как при ударе о поверхность земли при той же скорости, так как масса космического судна многократно меньше массы планеты. из-за этого значительная доля вашей кинетической энергии перейдет в кинетическую энергию корабля, а на энергию деформации затратится меньше. Таким образом корабль получит дополнительное ускорение, а вы травмируетесь не так сильно. Но в связи с тем, что масса корабля все равно во много раз больше массы вашего тела, то такое снижение болевых ощущений является только теоретическим. Вот так, получить синяки и переломы костей возможно даже в условиях невесомости.

Если Вам понравилась статья , поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!