神十太空授課測量儀測品質

神十太空人的表演給同學們帶來了疑問：在地面上，人們一般用天平、臺秤、托盤秤、桿秤、彈簧秤測量物體的品質。那麼，失重環境下，太空中太空人想要知道自己是胖了還是瘦了，該怎麼辦呢?

“品質測量儀”派上了用場，這是從天宮一號艙壁上打開的一個支架形狀裝置。聶海勝把自己固定在支架一端，王亞平輕輕拉開支架，一放手，支架便在彈簧的作用下回復原位。測量結果表明，聶海勝的品質是74千克王亞平解釋說，品質測量儀的原理是通過彈簧產生力並測出力的加速度，然後根據牛頓第二定律計算出品質。

　　王亞平向同學們解釋道，天宮中的品質測量儀，應用的物理學原理是牛頓第二運動定律：F(力)=m(品質)×a(加速度)。品質測量儀上的彈簧能夠產生一個恒定的力F，同時用光柵測速裝置測量出支架重定的速度v和時間t，計算出加速度(a=v/t)，就能夠計算出物體的品質(m=F/a)。

　　專家解讀：實驗生動地說明了牛頓第二定律的原理“物體加速度的大小跟物體受到的作用力成正比，跟物體的品質成反比。”這是在一切慣性空間內普遍適用的基本物理定律，不因物體的引力環境、運動速度而改變，因此在太空和地面都成立。

　　在繞地球高速運動的飛船裏，地球引力被飛船的離心力所平衡，飛船內部不再有地球引力的影響，也就沒了重量，因此彈簧秤沒有讀數。“品質測量儀”直接運用了牛頓第二定律，利用作用力和物體加速度的關係確定物體品質。這個原理在航太活動中被廣泛應用。例如，航天器的燃料消耗一段時間後，總品質會發生變化，可能影響軌道控制的精確度。這時就可以開啟推力器並同時測量航天器的加速度，從而計算出航天器的品質。