Что, если гравитация исчезнет, ​​пока человек будет плавать в бассейне на борту космического корабля? [дубликат]

Человек находится на борту космического корабля с включенной искусственной гравитацией и плавает в бассейне. Из-за неисправности гравитация гаснет. Жидкость в бассейне имеет тенденцию образовывать сферу с запертым внутри человеком.

  • Можно ли будет выплыть из пузыря в условиях невесомости?
  • Что касается механизма искусственной гравитации, я бы предложил два варианта:
    • Есть какое-то гравитационное поле, которое можно включать и выключать почти сразу.
    • Есть более обычная вращающаяся гравитация , которая плавно наполняется.

PS Сюжет ситуации взят из фантастического фильма «Пассажиры» (2016).

введите описание изображения здесь

Видео: https://youtu.be/IOVrvZ3aKt4

PPS На WB ответили на аналогичный вопрос: 0g pool: можно ли держать в космосе большой шар с водой?

Тем не менее, хотелось бы оставить отдельный, потому что он больше сосредоточен на выживании при гравитационном сбое в бассейне, чем на механике самого бассейна с невесомостью.

Он умрет (Также, возможно, дубликат)
Остановка «вращающейся гравитации» даст совершенно иной эффект, чем простое отключение переключателя. Какой из них вы действительно хотите?
@Mołot Немедленный вариант более интересен, так как человеку придется действовать в условиях невесомости, а не просто выходить из бассейна, пока есть некоторая гравитация.
Обратите внимание, что если у вас нет «плавающего зажима для носа», у вас сначала будет вода в носу. В этот момент вы либо паникуете, либо бьете себя водой. Или выдохните немного воздуха через нос и зажмите его рукой. Теперь ваши теории о вашем выживании.
@DragandDrop А? Я могу плавать под водой, как вверх ногами, так и вверх ногами, и вода не попадает мне в нос. Либо я автоматически выдыхаю очень медленно, либо вода не хочет идти мне в нос, независимо от того, в какую сторону направлена ​​гравитация; в любом случае, почему невесомость изменит это?
@Yakk, да, мы можем так качаться. Но выдох будет ограничен количеством воздуха в легких. Дело в том, что люди обычно паникуют, когда рисуют. И паниковать, когда в их шум попадает вода. Я видел людей, которым не удавалось выбраться на поверхность на глубине 7 метров, потому что они добавляли воду в свою маску. Вы можете попробовать, но если вам пришлось долгое время оставаться вверх ногами в воде, вы захотите обрезать свой шум, чтобы сохранить его в эфире. Теперь у вас есть 2 ноги и одна рука, чтобы выбраться.

Ответы (5)

Поверхностное натяжение попытается удержать воду вместе, но она сохранит (конечно!) всю свою инерцию, так что произойдет несколько вещей:

  • Большая масса воды (например, в бассейне) будет разрушаться из-за локальной инерции (представьте: «рябь»), преодолевая силу поверхностного натяжения.
  • Каждая масса будет прилипать к любой «смачиваемой» поверхности, с которой столкнется.
  • Пловец может сделать сильный гребок, чтобы избавиться от большой массы воды, в которую он плывет, и плыть прямо к потолку.
  • Его действие вызовет большую рябь в бассейне, и большое количество меньших масс отделится и начнет плавать вокруг.
  • Массы, соприкасающиеся друг с другом, попытаются слиться, но это создаст волны на поверхности, и меньшие массы могут быть выброшены.
  • У пловца есть шанс стратегически использовать окружающую среду, чтобы продвинуться через дверь до того, как бассейн наполнится таким количеством «пузырьков воды», что ему может стать трудно дышать.
  • В равновесии (после того, как вся кинетическая энергия «потребляется» на трение) вода покроет любое смачиваемое тело (включая пловца), которого она может достичь, и прилипнет к нему.
Важно понимать (что делает этот ответ), что поверхностное натяжение очень мало по сравнению с инерцией. Если вы подсчитаете разницу давлений внутри и снаружи большой капли воды (например, в связанном вопросе), она практически незначительна. Кроме того, имейте в виду, что, хотя стряхивать воду с рук на земле удобнее, встряхивая в направлении силы тяжести, также довольно просто стряхивать капли в любом другом направлении (когда-нибудь стряхивали воду на кого-нибудь?), и это то же движение очистит воду в условиях свободного падения.

Устранение гравитации устранит плавучесть плохого пловца. Поверхностное натяжение воды заставит ее течь вокруг него/нее, а также внутри его/ее носа и легких.

По сути, пловец будет втянут в массу воды за счет поверхностного натяжения, и, согласно его / ее навыкам апноэ, он / она может выжить до нескольких минут, прежде чем утонуть, если ему / ей не удастся достичь твердого захвата и выхода. пузырь.

Движение внутри пузыря возможно (по сути, это просто подводное плавание), проблема заключается в том, чтобы разбить пленку воды, чтобы выбраться из него, так как сила тяжести не будет способствовать усилиям (насекомое, пьющее из капель воды, должно крепко держаться на поверхности). чтобы не быть всосанным в каплю, то же самое применимо и здесь). В сцене, которую вы связываете, пловчиха не сможет высунуть голову из пузыря и дышать, как она это делает там.

Посмотрите это видео , чтобы узнать, что происходит, когда вы сжимаете мокрую ткань на ISS.

После первых мгновений вода начнет расширяться, смачивая все смачиваемые поверхности. Если пловцу удалось выйти из пузыря, ему лучше бежать к выходу и запечатать его. В противном случае тонкая пленка воды покроет все внутренности корабля с легко вообразимыми последствиями для электронных и механических устройств.

Не могли бы вы объяснить, почему вы не можете двигаться внутри пузыря воды в невесомости, пожалуйста.
@DenisKulagin, я расширил свое объяснение
Есть ли у вас источник слишком высокого поверхностного натяжения, чтобы его можно было пробить? У людей гораздо больше инерции, чем у насекомых, поэтому я ожидаю, что, по крайней мере, можно будет пробиться головой, если не всем телом. -- Некоторые ответы на этот вопрос , по-видимому, указывают на то, что поверхностное натяжение будет очень слабым.
@DennisJaheruddin, хотя высунуть голову из пузыря может быть легко, удалить водяную пленку с кожи будет непросто. Я имею в виду это.
@ L.Dutch Даже не выдохнув? Или кашель? Конечно, удалить всю воду из тела может быть сложно, но пока вы можете дышать, у вас есть шанс справиться с этим (относительно) мирно.
@DennisJaheruddin, если вы кашляете, вы удаляете небольшой объем вокруг рта ... но вся остальная часть пленки останется там и очень быстро заполнит пробел, пока вы не удалите достаточный объем воды. Не говорю, что это невозможно, но действительно требует в лучшем случае
@L.Dutch: инерция есть. если сильно потрясти головой (или руками), вода утечет. в (очень красивом!) видео, на которое вы ссылаетесь, астронавт был очень осторожен, чтобы двигаться медленно и без рывков именно по этой причине, иначе вода начала бы плавать в виде сферических пузырей (некоторые из них были созданы, и он был довольно быстр, чтобы поймать их опять таки); ведь силы поверхностного натяжения не так уж велики.
@L.Dutch, я думаю, мы все можем просто размышлять здесь, но я бы предположил, что это энергичное встряхивание головой и неоднократное движение руками по лицу (которые вы раньше освобождали от воды, размахивая ими так быстро, как только можете) должно быть достаточно красиво (сравните собак, вытряхивающих насухо после ванны). Если где-то есть какие-то реальные экспериментальные факты, связанные со всем этим, было бы здорово дать ссылку. Кроме того, большинство комментариев, на мой взгляд, немного «нагружены фактами», когда мы все просто экстраполируем то, что, как мы думаем, знаем.
@L.Dutch Что касается комментария Ziobyte к видео, см. примерно 2:40, где он отпускает ткань, и между его пальцем и тканью вырывается небольшая капля. Также обратите внимание на то, как вскоре после этого на его руку выплеснулась вода.
Итак, мой вопрос исходит из моего опыта работы с бассейнами, когда я работал спасателем... учитывает ли эта система, что вода в бассейне находится в кинетическом движении? Весь объем воды проходит через фильтрующие установки. Имея в виду, что входы на дно бассейна будут составлять только <20% силы всасывания или меньше (предотвращает силу всасывания, из-за которой ребенок не сможет вырваться на свободу), а оставшиеся 80% распределяются между поверхностным флиттингом. вентиляционные отверстия. Могло ли это быть спроектировано таким образом, чтобы обеспечить возможность экстренной эвакуации воды?
Или, скорее, есть ли какие-либо системы безопасности, которые можно было бы внедрить, чтобы лучше обеспечить безопасность в бассейне вашего роскошного лайнера в случае неисправности гравитации? Спрашиваю только потому, что если это серьезная проблема, как вы описали, я думаю, что какой-то закон о дизайне просто скажет: «Нет открытых водоемов выше определенного галлона».

Теоретически человек должен уметь плавать в воде в условиях невесомости, учитывая, как рыбы, участвовавшие в исследовании Медака на борту МКС, могли плавать без гравитации. Пловец по-прежнему может толкать воду, чтобы двигаться в условиях невесомости, точно так же, как если бы он плавал в среде с гравитацией.

(ссылка на видео плавания рыб http://iss.jaxa.jp/library/video/medaka_suisoutounyuujinoyousu.html )

Это не полный ответ, потому что он не решает вопрос о поверхностном натяжении, но я думаю, что это полезный ответ, потому что он дает фактические экспериментальные данные по вопросу о движении.

(Очевидно, что никто из вас не прошел курс обучения безопасности в бассейне звездного флота, поэтому вас не пустят в бассейн и, следовательно, вы не умрете). Хотя смерть и беспредел, описанные другими, представляют собой лучшую историю, вот что произойдет.

(Конечно, у Звездного Флота будут правила, положения и усовершенствованное защитное снаряжение.) (Протокол требует как минимум тройного (3 уровня) резервирования для каждой системы.)

Аварийные телепорты активируются и телепортируют людей в безопасное место.

Если у вас есть корабль с усовершенствованными компьютерами безопасности, мы собираемся потерять гравитацию, начните осушать бассейны СЕЙЧАС! Им понадобятся насосы, чтобы откачать воду, но сливы со всех сторон бассейна означают, что в любом направлении вода будет открываться.

Бассейны будут иметь независимые генераторы гравитационного поля для этой самой чрезвычайной ситуации. В мире Star Trek вы будете обучены, и это будет в вашем руководстве по технике безопасности (руководстве).

По всему бассейну будут установлены резервные датчики для обнаружения значительного повышения давления на любой стороне бассейна. После обнаружения, стоки откроются и позволят удалить всю воду. Водостоки, конечно же, будут иметь меры безопасности, такие как решетки и т. д., чтобы предотвратить засасывание людей.

В конце концов, кучка людей, которые когда-то плавали, окажутся на дне или у борта бассейна, недоумевая, что же произошло. Конечно, возможны несчастные случаи, и некоторые получат травмы. Время от времени кто-то умирает. Скорее всего, медицинский персонал сможет эвакуировать воду из легких людей и сделать им искусственное дыхание.

Приложение: У нас, вероятно, будут ребризеры, которые могут сосать кислород из воды, и/или людям придется носить с собой небольшие баллоны с кислородом, чтобы обеспечить достаточное количество воздуха, чтобы пережить полную эвакуацию воды плюс запас прочности.

Будут учения по технике безопасности, как у нас пожар, торнадо и т. д. Которые подготовят людей к подобным вещам. Вам придется пройти ## (в зависимости от того, что одобрено уставом командования звездного флота) учений с обученными спасателями, прежде чем вы сможете отправиться в одиночку.

Если вы выключите искусственное гравитационное поле в бассейне, не изменив скорость или ориентацию корабля, изменения будут накапливаться медленно и могут дать время для побега, хотя, вероятно, нет. Во-первых, вода затянет пловца, если он уже не находится под водой, без гравитации, без плавучести. Во-вторых, вода начнет растекаться по комнате через любую поверхность, с которой она соприкасается. Оба эти эффекта связаны с поверхностным натяжением жидкости. Если пловец может оставаться в сознании, пока вода вытекает, чтобы покрыть внутреннюю часть комнаты, и комната имеет достаточную площадь поверхности, тогда пловец может затем использовать стену, чтобы получить достаточный рычаг, чтобы избежать притяжения воды и повлиять на побег.

Если вы не замедлите его, очень-очень постепенное отключение гравитации вращения в бассейне приведет к тому, что вода будет течь повсюду, поскольку она сохраняет свою скорость, в то время как корабль перестает двигаться вокруг него, любой, кто окажется в этом, вероятно, будет забит до смерти задолго до того, как утонет. . Эта взволнованная масса воды будет долго разбрызгивать капли в комнату, и она будет двигаться до тех пор, пока сопротивление воздуха и поверхностное трение не лишат всю ее кинетическую энергию, это будет похоже на то, как если бы вы попали в стиральную машину под брызгами. -смывать. Однако у удачливого пловца, который не погибает рано, есть возможное преимущество, заключающееся в том, что сам хаос события означает, что они с меньшей вероятностью застрянут в каком-либо отдельном значительном объеме воды; они выиграли'

Оба сценария осложняются тем, что вода не вся будет держаться вместе. В ситуации с искусственной гравитацией капли и пузырьки воды отделяются от основной массы жидкости и независимо перемещаются по комнате, пока не прилипнут к чему-либо, если только вода не находится в совершенном и полном покое, когда гравитация падает, и даже тогда пловец освобождение освободит много капель. Отключение гравитации вращения, вероятно, придаст воде такую ​​большую относительную скорость, что она превратится в хаотичную пену из таких пузырьков на короткий промежуток времени, прежде чем они потеряют достаточно импульса, чтобы начать прилипать, а не разбрызгиваться при ударе.

Как только вода осядет на стены, если она все еще достаточно глубокая, поверхностное натяжение сделает ходьбу вокруг стен в чем-то сравнимым с ходьбой под действием силы тяжести, в том смысле, что вы будете прилипать к поверхности, а не отскакивать в комнату, если вы все равно осторожно. Однако потребуется значительная сила, чтобы открыть любые двери, покрытые водой, и значительный импульс, чтобы пробить водяную завесу, которая изначально покрывает дверь. Кроме того, вам нужно будет быстро закрыть дверь, когда вы выйдете, потому что вода захочет растечься по всем поверхностям корабля на одинаковую глубину.

Не высосет ли фильтр часть его?
@DCook Возможно, но 1. фильтр предназначен для циркуляции воды, поэтому, если он высосет немного, он также вернет его обратно, и 2. вода будет так же цепко пропитывать двигатель фильтра, как и все остальное, с чем она может соприкасаться. так что он вряд ли будет работать так долго, если у него нет абсолютно идеального уплотнения.
Протоколы безопасности Звездного Флота означают, что независимые датчики обнаружат эту ситуацию, и насос направит воду в резервуары.
@cybernard Я думал, что это было помечено для проверки реальности, что вообще здесь делает слово Звездный Флот.
@Ash Любое достаточно развитое общество с космическими кораблями будет иметь организацию для управления всеми его аспектами. Особенно безопасность. Я мог бы просто сказать НАСА, но это было бы просто скучно. Я вставил их для развлечения, а также потому, что <название организации> каждый раз приходится много печатать.