Het internationale ruimtestation ISS draait in een baan om de aarde met een snelheid van bijna 7,66 km / s. Hoe voeren astronauten bij zulke hoge snelheden taken uit buiten het ISS? Of is het allemaal relatief alsof astronauten dezelfde snelheid (tov de aarde) hebben binnen en buiten ISS die gelijk is aan de omloopsnelheid van ISS?
Opmerkingen
- Hoe kun je op een skateboard blijven? Hoe kun je trouwens op aarde blijven ' s oppervlak dat met honderden mijlen per uur rond de aarde beweegt ' s as op de meeste bewoonde plaatsen?
- Als het stopt, valt het.
- Het ruimtestation is nooit ' t gewichtloos. Het ervaart bijna net zoveel aantrekkingskracht van de zwaartekracht naar de aarde als mensen aan de oppervlakte voelen. – Astronauten zijn gewichtloos om dezelfde reden dat parachuterende mensen niet ' van elkaar wegdrijven totdat ze hun parachutes openen: ze ' gaan allemaal met dezelfde snelheid, tenzij / totdat er door een externe kracht op inwerkt. Aangezien er ' geen wind in de ruimte is, zijn er ' geen externe krachten. (Verplicht XCKD: what-if.xkcd.com/58 )
- Don ' wees niet bang, maar ieder van ons draait rond de zon met ~ 30 km / s en rond het centrum van onze melkweg met ~ 230 km / s.
- @ Peter-ReinstateMonica Een persoon die vanaf de achterkant van een trein naar de voorkant van de trein ' t ondervindt geen enkele significante aantrekkingskracht van de trein. Maar ze bewegen nog steeds met de trein mee en kunnen hun relatieve snelheid naar believen veranderen. We kunnen relatieve snelheid ervaren in het dagelijks leven. In een vliegtuig, op een schip, in een trein, op een skateboard. Ik denk niet dat ' het conceptueel te veel verschilt van het bewegen rond de zon of het centrum van de melkweg, of waar dan ook.
Antwoord
Laten we eens kijken naar de eerste wet van Newton:
Wet I: Elk lichaam blijft in zijn staat van rust of van gelijkmatig recht vooruit bewegen, behalve voor zover het gedwongen wordt om zijn toestand te veranderen door onder de indruk van geweld te komen.
In moderne wiskundige spraak kan dit nauwkeuriger worden gezegd.
In een inertiaal referentiekader blijft een object in rust of blijft het bewegen met een constante snelheid, tenzij er een kracht op inwerkt.
Voor een EVA is de luchtweerstand verwaarloosbaar. Wanneer een astronaut het ISS verlaat, ondervinden ze geen vertraging door slepen. Ze behouden gewoon hun snelheid. Omdat ze, voordat ze vertrokken, samen met het ISS in een baan om de aarde cirkelden, “zullen ze na vertrek samen met het ISS cirkelen. Door tegen de handvatten aan de buitenkant van het ISS te duwen, kunnen ze vaart krijgen en zich verplaatsen op het oppervlak van het station.
Dus nee, het ISS vertraagt of wordt niet stationair tov de aarde. Maar het ISS staat min of meer stationair tov de astronaut.
En natuurlijk is er de verplichte XKCD (What-If? Orbital Speed) moet je zeker lezen!
Reacties
- Laat ' s maar hopen dat ze ' geen ruimtewandelingen plannen tijdens orbitale manoeuvres. Oeps!
- @gerrit Zolang de astronauten vastgebonden zijn of een handvat vasthouden, is dat geen ' een probleem. Versnelling door reboosts is klein genoeg om vast te houden op, en astronauten zijn meestal ook vastgebonden. Toch zijn reboosts om voor de hand liggende redenen niet sc gehedged tijdens ruimtewandelingen.
- Newton ' s eerste wet is niet ' hier echt van toepassing omdat het ISS niet in een rechte lijn maar in cirkels, waarop voortdurend wordt ingewerkt door de zwaartekracht. Dezelfde kracht is echter van toepassing op de astronaut, dus hun traject blijft hetzelfde als dat van het ruimteschip. Maar dit volgt grotendeels uit de ' wet van Newton en de wet van de zwaartekracht.
- @IMil respectvol, ik ben het daar niet mee eens. De eerste wet van Newton is precies waarom de astronaut in (bijna) de exacte baan als het ISS terechtkomt. Ja zeker, hoe die baan eruit ziet, volgt uit de andere wetten, maar toch. Aangezien er niets op de astronaut inwerkt, eindigt het toch.
- @Polygnome wat bedoel je met " er is niets dat inwerkt op de astronaut "? ISS en astronaut bevinden zich slechts 400 km boven het aardoppervlak. De zwaartekracht die op hen inwerkt, is ongeveer 90% van die op jou en mij, daarom ervaren ze constant een versnelling van ongeveer 8,8 m / sec ^ 2.Dat ' is niet te verwaarlozen, en ISS kan ' niet echt een traagheidsreferentiekader worden genoemd door welke standaard dan ook.
Antwoord
Niet nodig!
Astronauten zijn in een baan om de aarde en reizen tegelijkertijd snelheid als hun ruimteschepen.
Dit is waar, of ze zich nu binnen of buiten het ruimteschip bevinden.
Dus als ze naar buiten gaan, reizen ze er naast zonder te hoeven vertragen. Omdat ze zich in cirkelvormige banen rond het middelpunt van de aarde bevinden, zullen ze, als ze 20 minuten wachten, voorzichtig terugkeren naar het schip omdat de banen van de astronaut en het schip elkaar op twee plaatsen kruisen. (voor meer informatie over die 20 minuten, zie Hoe te schatten welke astronaut na één baan het verst van het ISS verwijderd is? )
That ” s omdat elke baan zich in een ander vlak bevindt dat door het middelpunt van de aarde gaat.
Hier zijn enkele fotos van Wat is het verst dat een “mens satelliet ”is van hun ruimtevaartuig? en enkele favoriete videos van Space Exploration SE om dit te illustreren
NASA-video van McCandless: Astronaut Bruce McCandless II zweeft vrij in de ruimte , video en nog veel meer: NASA herinnert zich astronaut Bruce McCandless II .
above: “Deze foto van 7 februari 1984 ter beschikking gesteld door NASA toont astronaut Bruce McCandless II die deelneemt aan een kuuroord Loop een paar meter weg van de cabine van de in een baan om de aarde draaiende spaceshuttle Challenger, met behulp van een door stikstof aangedreven bemande manoeuvreereenheid. “Foto: AP. Van hier
hieronder: “Op 12 februari 1984 waagde Bruce McCandless zich ongeremd uit de veiligheid van zijn ruimteschip, wat geen enkele eerdere astronaut had gedaan. Hij kon het doen dankzij een gloednieuwe rugzak met jetaandrijving.” Foto: NASA. Bijgesneden van hier .
