3月24日，中國空間站“天宮課堂”開展第二次太空授課活動(dòng)，繼續(xù)采取天地對(duì)話方式進(jìn)行。

一個(gè)個(gè)太空實(shí)驗(yàn)，既有趣，又干貨滿滿。

就連我們可愛的冰墩墩都上太空了，還“被迫”淪為教學(xué)工具，就為了給你解釋這個(gè)重要的定律！

要是還背不下來，那可就對(duì)不起太空營業(yè)的冰老師了！

冰墩墩被拋出后奇怪的事情發(fā)生了？

在太空拋物實(shí)驗(yàn)中，王亞平老師將頂流的冰墩墩作為教學(xué)工具，輕輕一撥，便讓冰墩墩輕松的做了幾個(gè)后空翻，這要是在地面上撒手，離開手的冰墩墩恐怕早就掉落在地上了。

接著王老師又將冰墩墩向一個(gè)方向輕輕拋出，同樣的冰墩墩并沒有像在地面一樣向“下”掉落，而是沿著拋出的方向近似勻速的向前運(yùn)動(dòng)，這是為什么呢？

這就要用牛頓第一定律來解釋了，牛頓第一定律又稱慣性定律，大家還記得我們初中的物理書里的定義吧！一切物體在沒有受到外力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

當(dāng)冰墩墩被沿著一個(gè)方向拋出后，所受的地球引力和其他天體的萬有引力提供了做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，這個(gè)向心力使冰墩墩和空間站圍繞著地球旋轉(zhuǎn)，但在空間站內(nèi)看起來，以空間站作為參考系，冰墩墩是基本沒有加速度的，由于冰墩墩具有向前慣性，它便可以近似勻速直線運(yùn)動(dòng)了。若是松手的過程中不對(duì)冰墩墩施加作用力，那冰墩墩就會(huì)一直保持靜止?fàn)顟B(tài)。

為什么王亞平老師會(huì)在課程中一直嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貜?qiáng)調(diào)是“近似”勻速直線運(yùn)動(dòng)呢？這是因?yàn)殡m然天宮號(hào)在太空上，但空間站內(nèi)還是會(huì)受到其他作用力的影響。

舉個(gè)例子來說，空間站里的空氣在冰墩墩向前運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)墩墩施加一個(gè)向后的非常小的阻力，這就是空氣阻力，如果空間站足夠“長”，冰墩墩在向前運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，速度會(huì)逐漸減小（可能會(huì)持續(xù)很長時(shí)間），最終會(huì)和空間站保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)了。

從太空中看月亮?xí)蟾羻幔?/p>

相較于在地球上在太空中是不是會(huì)離月亮更近，月亮看上去會(huì)更大呢？

不是的，月亮距離地球有38萬公里，而中國空間站距離地球只有400公里，這點(diǎn)距離與38萬公里比起來可以忽略不計(jì)了，因此在空間站上看月亮和在地球上看月亮，月亮是一樣大的。

但是由于沒有大氣和云層的干擾，在空間站上看到的月亮?xí)逦⒏髁粒?/p>

地球上看到的月亮（來源：作者拍攝）

失重環(huán)境能給人類帶來什么好處？

在失重的環(huán)境下物質(zhì)可以混合的更均勻

就像王亞平老師做得水油混合實(shí)驗(yàn)一樣，在地球上水和油不能均勻混合，會(huì)在重力作用下由于密度不同從而分層。

在失重的環(huán)境中，混合物可以混合均勻，能制造出在地面上無法實(shí)現(xiàn)的特種合金。

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在失重條件下晶體生長的會(huì)更均勻

“太空蛋白質(zhì)晶體生長”實(shí)驗(yàn)是全世界載人航天活動(dòng)中的重要科研項(xiàng)目。

在地面上受重力影響，制取純而大的蛋白質(zhì)晶體難度特別大，而在太空失重條件下，蛋白質(zhì)晶體可以比在地球上生長得更純凈，體積也更大。

在國際空間站上也開展了促進(jìn)蛋白質(zhì)晶體增長的實(shí)驗(yàn)，比如胰島素的結(jié)晶，生長在太空的胰島素晶體品質(zhì)高，可以形成不同于胰島素單體的六聚體胰島素晶體，相比單體胰島素，在注射后六聚體可以逐漸溶解以將單體輸送到血液中，這為開發(fā)具有更慢遞送速率的新型胰島素提供了潛力，從而對(duì)糖尿病人獲得更好的治療具有重要意義。

地球生長的胰島素和太空生長的胰島素（來源：doi.org/10.1016/0022-0248(96)00325-9）

微重力冶金獲得新奇特性的金屬

人類對(duì)金屬進(jìn)行冶煉已有幾千年的歷史了，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，逐漸開始在太空進(jìn)行金屬冶煉。

空間冶煉也叫宇宙冶金，是在航天飛行器中特定的超高真空和失重的太空環(huán)境中對(duì)金屬進(jìn)行冶煉，重力引起的多種干擾均可消除，以獲得具有新奇特性的金屬。

蘇聯(lián)于1969年在聯(lián)盟6號(hào)飛船上完成了空間微重力條件下的焊接和合金熔化凝固實(shí)驗(yàn)，開創(chuàng)了人類空間冶金史。在外太空微重力條件下，表面張力和擴(kuò)散成為主要控制因素。在微重力條件下，密度差別不會(huì)產(chǎn)生重力沉降或者浮力引起的上浮，因此液體中的氣泡不會(huì)由于浮力的作用而向上運(yùn)動(dòng)。例如：泡沫金屬材料，由于密度小、吸收沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛重視。

航天夢，中國夢，

全球關(guān)注，舉世仰望。

星空璀璨，神舟閃耀。