“天宮課堂”第三課背后的科學(xué)原理

10月12日16時01分，“天宮課堂”第三課在中國空間站開講，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲生動介紹展示了空間站問天實驗艙工作生活場景，演示了微重力環(huán)境下毛細(xì)效應(yīng)實驗、水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、會調(diào)頭的扳手等神奇現(xiàn)象，并生動講解了實驗背后的科學(xué)原理。

水球上了太空就變“懶”了？

航天員劉洋在水球變“懶”實驗中，成功演示了紫色水球從“活躍”到“懶惰”的過程。

原來，外力施加到水球上，水會發(fā)生共振，加入一枚鋼球后，水球固有頻率就會發(fā)生改變，相對不容易引起共振。中科院空間應(yīng)用中心集成技術(shù)中心副主任張璐說，在地面上的水里放一個球，水的震蕩也會減緩，挑水時，在水桶表面放一片荷葉，也是這個原理。

微重力環(huán)境下扳手會調(diào)頭？

太空授課過程中，航天員展示了微重力環(huán)境下的扳手旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

T字扳手，左右旋轉(zhuǎn)，扳手不容易調(diào)頭，上下旋轉(zhuǎn)扳手容易調(diào)頭，這是為什么呢？

“會調(diào)頭的扳手”展示的是“賈尼別科夫效應(yīng)”，最初是由蘇聯(lián)宇航員賈尼別科夫在空間站中偶然發(fā)現(xiàn)的，鋼鐵的旋轉(zhuǎn)方式和分布質(zhì)量有關(guān)。具體來說，鋼鐵實體繞著它轉(zhuǎn)動慣量最大的主軸，或轉(zhuǎn)動慣量最小的主軸旋轉(zhuǎn)時是穩(wěn)定的，而繞著中間軸旋轉(zhuǎn)時則是不穩(wěn)定的。

水管越粗液體上升越慢？

航天員陳冬、劉洋展示失重環(huán)境下液體顯著的毛細(xì)現(xiàn)象。在實驗中可以看到，最細(xì)的管子，液面上升很快，旁邊兩個管子液面上升較慢。和地面最明顯的區(qū)別在于太空中由于沒有了重力的束縛，表面張力作用會更加明顯，會驅(qū)動液面不斷上升，最終液面都會上升到管頂。

兩米長的吸管能喝到水嗎？

微重力環(huán)境下，空間站里喝水和地面上喝水有什么區(qū)別？航天員劉洋展示用超長吸管喝水的有趣現(xiàn)象。劉洋拿出一根2米長的管子，將管子的一頭放入芒果汁里。只見劉洋吸了一口，芒果汁就隨著管子注入她口中。地面由于重力的作用，在使用飲水管喝水時，液體管越高，吮吸也就越費力，但空間站是微重力環(huán)境，僅僅依靠吮吸的力量就可以喝到水管2米以外飲水袋中的飲料。

（摘自《華商報》10.13）