Fyzikálne deje v stave beztiaže

Voda bez obalu

Vyliata voda v stave beztiaže nestečie na podlahu, ale voľne poletuje priestorom. Pretože celková vonkajšia sila pôsobiaca na kvapalné teleso je nulová, začnú hrať významnú úlohu sily, ktoré sú na povrchu Zeme okrajové – sily povrchového napätia. Kvapalina sa vplyvom povrchového napätia sformuje do podoby veľkej gule (guľovej kvapky). Pri dotyku s povrchom, ktorý je kvapalinou zmáčaný, sa po ňom roztečie do plochy.

Archimedov zákon

V stave beztiaže je nulová tiež vztlaková sila v kvapaline, ktorá na povrchu Zeme vzniká podľa Archimedovho zákona. Preto plameň horiacej sviečky nie je pretiahnutý nahor, ale je malý, zle horiaci a vyzerá ako guľôčka. Na povrchu Zeme vplyvom Archimedovho zákona stúpajú horúce spaliny nahor a na ich miesto sa dostáva vzduch z okolia, čo zaisťuje prísun kyslíka k plameňu. Preto je tiež problém uvariť v stave beztiaže vodu. Ak ohrievam kvapalinu v nádobe, ako je bežné zahrievaním dna nádoby, ohreje sa najprv kvapalina na dne, potom ale vďaka vztlakovej sile stúpa ohriata nahor a na jej miesto sa dostane zvyšná doteraz chladnejšia kvapalina. V stave beztiaže tento automatický mechanizmus premiešavania kvapaliny nefunguje, kvapalinu je nutné premiešavať ručne. Ale na druhej strane je jedno, či ju ohrievame zhora či zdola. Neexistuje „dole“ a „hore“.

Izolovaná sústava telies

Na povrchu Zeme sme neustále v kontakte so Zemou, sme k nej priťahovaní tiažovou silou a získavame oporu vďaka treniu medzi podrážkami našich topánok a povrchom, na ktorom stojíme. Pri väčšine činností nevedomky a úplne automaticky využívame to, že časť energie, hybnosti alebo momentu hybnosti prenášame silovým pôsobením na Zem. Pri výskoku sa odrazíme od Zeme a tým získame silový impulz smerom nahor. V stave beztiaže je možnosť odrazu oveľa menšia. Pri údere kladivom pôsobíme kladivom na predmet, ale vďaka reakcii pôsobí tento predmet na kladivo a udeľuje mu impulz smerom vzad. Táto reakcia je eliminovaná silovým pôsobením Zeme, pretože „stojíme pevnými nohami na zemi“. V stave beztiaže po údere bežným kladivom kozmonaut odletí od miesta úderu opačným smerom. Pri manipulácii s otočným kľúčom získava moment hybnosti aj náradie a človek, ktorý s ním manipuluje. Na povrchu Zeme tak vlastne otáčame celou Zemou, s ktorou to samozrejme „ani nehne“. Na kozmickej stanici pokus o utiahnutie skrutky kľúčom znamená roztočenie kozmonauta opačným smerom. Kozmonaut, ktorý by vzal do ruky stolový ventilátor a zapol ho, sa tiež roztočí opačným smerom ako vrtule ventilátora. (Našťastie menšou rýchlosťou, ktorá závisí od pomeru momentov zotrvačnosti oboch telies.)

Využitie stavu beztiaže

Využitie stavu beztiaže je v súčasnosti stále v štádiu experimentov. Už teraz je jasné, že stav beztiaže je ideálny pre dokonalejší rast niektorých druhov monokryštálov, pri ktorých môže tiažová sila spôsobovať nerovnomerné rozloženie rôzne ťažkých častíc alebo všeobecne poruchy kryštalickej mriežky. Týmto spôsobom môžu napríklad vznikať nové druhy polovodičov. Aj niektoré organické látky vytvárajú v stave beztiaže dokonalejšiu a pravidelnejšiu štruktúru, čo sa už využíva pri vývoji kvalitnejších liečiv. Podobne ako kryštály je možné v stave beztiaže vyrábať aj dokonalejšie zliatiny. Prebiehajú experimenty s priebehom horenia v stave beztiaže, ktoré môžu vo výsledku viesť k zdokonaleniu spaľovacích motorov na Zemi, aj k príprave nových druhov uhľovodíkových palív.

Tréningový program

Prezentácia 1

Prezentácia 2