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王亚平:登太空讲台讲述宇宙奥秘
2013年6月20日上午10时,中国首次太空授课活动在天宫一号成功举行。由女航天员王亚平主讲,聂海胜辅助授课,张晓光担任摄像师,在大约40分钟的授课中,航天员们展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。全国约6000万名师生在地面课堂观看了这次太空授课。王亚平是继2007年美国女宇航员芭芭拉?摩根太空授课之后,世界上第二位在太空中授课的航天员。
悬空打坐与大力神功
航天员们现在是在远离地面300多公里的天宫一号实验舱里向大家问好!同学们都知道,失重是太空环境中最独特的现象。那么首先,让指令长(指航天员聂海胜――编者注)给大家表演几个高难度的动作。
聂海胜:好,没问题,那我就给大家表演一个“悬空打坐”吧。
王亚平:哎,我还有“大力神功”呢。(王亚平用一根手指轻轻一推,聂海胜飞了出去。)
单摆可以做圆周运动
同学们看,这是一个支架,这根细绳将小球连接在了支架上,形成了一个我们地面上常见的单摆。现在,我把它固定到我们的展示平台上。现在我把小球放到这个位置,同学们想一下,如果此时我松手,小球会出现什么样的现象呢?噢,它并没有像在地面上一样做往复摆动,那我们把它提高一点,放到这儿,再松手,嗯,它还是没有做往复摆动,这是为什么呢?因为在太空中小球处于失重状态,没有了回复力,所以不能像在地面上一样做往复摆动。
如果我们推小球一下,小球又会如何运动呢?同学们你们看到了吗?非常神奇,现在小球竟然在做圆周运动。好,我们换个方向再来给大家演示一下。哎,它仍然在做圆周运动,这是因为在太空中,小球处于失重状态,即使我们给小球一个很小的初速度,它也能绕摆轴作圆周运动;但是在地面上却需要一个足够大的初速度才能够实现。
陀螺旋转有别于地球
接下来我要展示一个我们小时候都很喜欢的玩具。这是一个“陀螺”。我们都知道,高速旋转的陀螺具有很好的定轴性,陀螺这一定轴特性在天上地上是完全一样的,因此有很多设备都是用陀螺组合来定向,在我们居住的天宫里,也安装了不少的利用陀螺的定轴性原理制作的仪器,用来测量航天器的姿态。
接下来我要给大家演示的现象,在地面上可是很难做到的,不过在太空失重环境中就很容易实现。你们要仔细地看哦!现在,我把静止的陀螺放在这儿,给它一个干扰力。哎,同学们,你们看到了吧,现在这个静止的陀螺在翻滚着向前运动,它的轴向发生了很大的改变。好,把它抓回来。现在,我要让它旋转起来,把这个旋转的陀螺放到同样的位置,给它同样一个干扰力,这次,它不翻滚了,而是晃动着向前走。
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太空中写不出“飞流直下”的诗句
接下来,要给大家演示一些与水有关的有趣现象。同学们看,这是一个我们在太空中喝水用的饮水袋,这里有一个止水架,现在我把它打开,如果在地面,此时水肯定是会流下来的。但是,在太空中失重环境下,水是不会自己流出来的。我想,如果诗人李白在天宫中生活,大概他就写不出
“飞流直下三千尺”的诗句了。因为在失重状态下,根本就不可能会“飞流直下”。
接下来我要挤出一个水滴。同学们,你们看到这个可爱的、漂亮的小水滴,有没有想到“晶莹剔透”这个词呢?我真想多做几个,把它们串成一串水晶项链,送给你们。为了避免它到处乱飞,我要用独特的方法来收集它。正好可以润润嗓子。(王亚平张嘴把漂浮在空中的水滴吃了