“天宮課堂”第二課開(kāi)講!“冰墩墩”演示牛頓定律
2022年3月23日15時(shí)40分,“天宮課堂”第二課在中國(guó)空間站開(kāi)講。在約60分鐘的授課中,神舟十三號(hào)乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富相互配合進(jìn)行授課,這也是中國(guó)航天員第三次進(jìn)行太空授課。
2021年12月9日,神舟十三號(hào)乘組就進(jìn)行了首次太空授課,精彩而豐富的課堂,讓許多人留下了深刻的印象。
本次“天宮課堂”活動(dòng)繼續(xù)采取天地對(duì)話方式進(jìn)行,航天員在軌演示太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)、液橋演示實(shí)驗(yàn)、水油分離實(shí)驗(yàn)、太空拋物實(shí)驗(yàn),介紹與展示空間科學(xué)設(shè)施。除了講解實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理,航天員在這次天宮課堂中,還回答了地面同學(xué)的提問(wèn),滿足了孩子們對(duì)空間科學(xué)知識(shí)的好奇。
太空拋物實(shí)驗(yàn),冰墩墩出境

作為盲盒被帶上中國(guó)空間站,在北京冬奧會(huì)之際,神舟十三號(hào)乘組航天員們拿到冰墩墩讓他們高興不已,這次也邀請(qǐng)了這位“特約嘉賓”,參與到課堂里,用來(lái)演示牛頓定律。
王亞平老師首先讓冰墩墩翻了幾個(gè)跟頭,然后拋出冰墩墩,我們看到在太空,它并不會(huì)像地球上一樣下落,而是沿原有方向勻速前進(jìn)。
太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)

大家都知道,只有溶液達(dá)到飽和狀態(tài),才會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶沉淀。如果溶液未達(dá)到飽和狀態(tài),它會(huì)繼續(xù)溶解,不會(huì)結(jié)晶。
太空“冰雪”試驗(yàn),演示了失重狀態(tài)下過(guò)飽和溶液結(jié)晶現(xiàn)象。過(guò)飽和乙酸鈉溶液形成液體球,快速結(jié)晶過(guò)程中會(huì)發(fā)出大量熱量,液體球結(jié)晶外觀像“冰球”實(shí)為“熱球”。
在生活中,用白醋和小蘇打調(diào)好配比也會(huì)讓液體結(jié)晶。
液橋演示實(shí)驗(yàn)

在太空和地面上液體的張力是不同的。此前王亞平老師已經(jīng)用過(guò)許多方法展示過(guò)太空里的液體張力,這次她拿了兩個(gè)有水球的液橋板,將它們合住再拉開(kāi),發(fā)現(xiàn)在微重力環(huán)境下,液體的張力足以維持住兩個(gè)物體之間的水,拉成約10cm的“橋”。
由于空間站是微重力環(huán)境,在地面上因重力因素?zé)o法獲得較長(zhǎng)穩(wěn)定液橋,液橋長(zhǎng)度不會(huì)超過(guò)5mm。地面上外加高電壓可形成去離子水液橋。
水油分離實(shí)驗(yàn)

我們發(fā)現(xiàn)在失重環(huán)境下水油分層現(xiàn)象消失。想要讓水油分離,則需要通過(guò)旋轉(zhuǎn)帶來(lái)離心力,類(lèi)似地面重力讓水油分離。
在試驗(yàn)后,航天員還回答了地面同學(xué)提到的一些有趣的問(wèn)題。
空間站里的時(shí)序是如何設(shè)置的?
空間站90分鐘繞地球一圈,但天宮里還是用的北京時(shí)間。
太空里看到的月亮和地球上有什么不同?
因?yàn)樘绽餂](méi)有大氣層的干擾,所以看到的月亮比地球更亮更大。
空間站里能把水燒開(kāi)嗎?
空間站里水是燒不開(kāi)的!
在太空里,空間站會(huì)受到阻力嗎?
雖然運(yùn)行軌道非常高,但空間站在太空里是會(huì)受到阻力的,所以空間站需要有動(dòng)力才能維持空間站的運(yùn)行軌道。
地面可直接操作得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)嗎?
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)下傳到地面科學(xué)家手里。
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