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400吨重的国际空间站,为什么不会掉下来,难道不受万有引力?

作者:爱看足球赛

导语

一个质量为400吨的巨型航天器,人们经常称它为国际空间站。

它一直在地球上空运行,但是它从来没有被地球吸引到自己,或者是掉到地球上来。

400吨重的国际空间站,为什么不会掉下来,难道不受万有引力?

难道它不会受到地球的万有引力的吸引吗?

那它在空中运行的原因又是什么呢?

国际空间站的质量。

首先是国际空间站的质量大约是多少。

我们知道一个东西要末落下,就需要受到牵引力的作用。

而牵引力又是根据万有引力来确定的。

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那么让东西停止,就需要外力和牵引力的合力为0的时候,这个时候物体就会停止下来。

所以我们当然需要先算出牵引力才行。

牵引力又有两种,分别是地球对国际空间站的牵引力,和国际空间站对地球的牵引力。

那么用公式算一下,牵引力可以用这个方程式来看:牵引力=F=Gm1m2 / r^2;

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其中F是牵引力,G是万有引力常量,m1和m2分别是两个物体的质量,r是两个物体之间的距离。

现在我们要算的是地球对国际空间站的牵引力,所以m1就是地球的质量,m2就是国际空间站的质量,r就是地球和国际空间站的距离。

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地球的质量是5.97210^24千克,国际空间站的质量是400吨,那么换算成千克就是410^5千克。

再来看地球到国际空间站的距离。

那么国际空间站到地面的距离是大约是400公里,那么国际空间站到地面的距离就是3.6610^6米。

所以有F=6.6710^-115.97210^24410^5 / (3.6610^6)^2;

所得结果就是F=3.4410^4牛顿。

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我们再算一下国际空间站对地球的牵引力。

同样使用牵引力的公式,F=Gm1m2 / r^2;

这个时候m1就是国际空间站的质量,m2就是地球的质量,r还是3.6610^6米。

这个时候的牵引力就是F=3.4410^4牛顿;

所以国际空间站就会受到这个力掉落到地球上来。

但是国际空间站就一直悬浮在空中,为什么?

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难道万有引力的公式不正确吗?

这是不可能的,所以原因就是国际空间站以及地球还有万有引力的公式中的r是有提到距离的,所以要用这个公式来算的时候,得用最短的距离来算牵引力。

牵引力的方向。

那么用什么样的方式来计算距离到底有多长呢?

既然国际空间站是在地球周围运行的,所以我们就可以用国际空间站的运行半径来算。

那么国际空间站围绕地球的半径有多长呢?

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国际空间站是在地球上空运行的,所以就没有走在地球上跑道,国际空间站运行的半径就不是用地球的赤道半径来算,而是用国际空间站距离地面的距离来算。

国际空间站距离地面的高度是400公里,所以就是3.6610^6米+410^5=4.06*10^6米。

这个时候就可以用牵引力的公式来计算牵引力,那么有F=6.6710^-115.97210^24410^5 / (4.0610^6)^2;

所以牵引力就是F=3.3310^4牛顿;

那么地球对国际空间站的牵引力就是3.3310^4牛顿;

高度为0的地球对国际空间站的牵引力=F=3.44*10^4牛顿。

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地球的哪个位置对国际空间站的牵引力要大呢?

从公式来看,离地面越近,牵引力就会越大,所以牵引力就是在地面的时候会最大。

所以地球对国际空间站的牵引力越来越小,最小值就是4.0610^6米的地球对国际空间站的牵引力,那么牵引力就是3.3310^4牛顿;

国际空间站是围绕地球运动的,所以国际空间站也受到一个向心力,向心力的方向是朝着圆心的。

400吨重的国际空间站,为什么不会掉下来,难道不受万有引力?

有很多人都会认为,向心力会把国际空间站拉到地面上,所以国际空间站不会掉下来。

其实向心力的方向是从物体的速度的方向来看的;

向心力的方向的计算方式就是速度的平方除以r,再除以m。

v=3.7公里每秒;

m=400吨,所以m=410^5千克;

计算出来的向心力F=3.4410^4牛顿;

所以国际空间站以及地球的牵引力就是3.33*10^4牛顿;

400吨重的国际空间站,为什么不会掉下来,难道不受万有引力?

国际空间站受到一个向心力的作用,这个向心力的方向是从地球向上指的,在地球的作用下,受到一个牵引力,所以向心力是不可能把国际空间站拉到地球上的。

结语

那么国际空间站是怎么的运行的呢?

万有引力不会让国际空间站掉下来,是因为国际空间站受到地面对它的牵引力,根据万有引力的方向,所以航天器就会受到这个牵引力,所以才不会掉下来。