Gyorskeresés

Hogyan mérik meg az űrhajósok "testsúlyát" súlytalanságban? 9837

Súlytalanságban a testek "nem nehezednek" egymásra, ezért a hagyományos mérlegek nem működnek, hiszen azok az alátámasztásra, felfüggesztésre kifejtett erő (azaz a súlyerő) miatt a mérlegben bekövetkező deformációt vagy egyéb hatást (piezoelktromos feszültség) mérik.

Azonban amikor egy test a stabil egyensúlyi helyzete körül rezgőmozgást végez, ahhoz nem szükséges, hogy fellépjen súlyerő, hanem elégséges a környezete által a testre kifejtett visszatérítő erő megléte. A kialakuló rezgés frekvenciája függeni fog a rezgő test tömegétő, így tömegmérésre használhatjuk a jelenséget.

A legegyszerűbb esetben, amikor egy \(D\) rugóállandójú (és elhanyagolható tömegű) rugó fejti ki a kitéréssel arányos (harmonikus) visszatérítő erőt egy \(m\) tömegű testre, akkor a kialakuló harmonikus rezgés periódusideje, rezgésideje:

\[T=2\pi\sqrt\frac{m}{D}\]

Persze a valóságban a rugónak is mindig van tömege, meg annak a szerkezetnek, amivel a mérendő testet rögzítik a rugóhoz, annak is. Így a helyzet bonyolultabb, de mindenképp kalibrálható tömegmérésre. Pont ez van a Nemzetközi Űrállomáson (ISS), ahol az űrhajósok egészségi állapotát folyamatosan, alaposan figyelni kell (fellengzős szóval: monitoring). Az alábbi videóban bemutatják ezt az emberi tömegmérésre (tényleg tömegmérésre, nem pedig súlymérésre!) készített eszközt. Figyeljük meg, milyen jelentősen megnő a rendszer peridusideje a rácsimpaszkodó űrhajós tömege miatt!

Típus: