物理学中的超重和失重是指什么?

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超重和失重,就是在地球环境中,受到外力,导致重力加速度不等于g。

最经典的情境,在体重秤上面做蹲起运动。

当我们在体重秤上向下蹲,身体产生向下的加速度,此时我们就处于超重状态,重力加速度大于g,体重秤的数值也会高于我们的实际体重。

而我们从蹲着的状态向上起身,身体就会产生向上的加速度,这个加速度会抵消地球对我们的引力,重力加速度小于g,产生失重,体重秤数值也会降低。

这是牛顿经典力学,从上学时期就一直教育我们的事实。

超重与失重,都是以地球引力为参考

如今超重和失重,更接近一种感受类的词语。

当我们坐过山车、玩其他游乐设施,身体感觉变重,就知道现在是超重状态,感觉身体飘飘然,就是失重状态。

而这些感觉,都是以地球给予我们的重力加速度为参考,也就是F=mg。

这就产生了一个疑问。

人类在地球上,失重和超重以地球重力加速度为标准,那么人类离开地球,进入其他星球,失重和超重的概念会不会产生改变。

目前来看,只要地球是我们的家园,人类就算走到月球上,也会说:“我现在失重啦!”

如果人类永远离开地球,失重和超重还有意义吗?

在物理学中,失重和超重并非一个常用的词,除了在高中牛顿经典力学的时候使用,后面基本用不到这两个词。

就是因为这两个词局限性太大,只在地球上适用。外星人的失重和超重标准,也许完全不同。

我们放远看向未来,如果地球资源枯竭,人类到了其他星球或者成为太空漂流者,失重和超重还有意义吗?

看起来似乎失重和超重完全没有意义,但并非如此。

人类作为漫长进化的生命,适应地球数百万年,这些让人体对失重和超重异常敏感,处于地球给予我们的重力加速度环境下,人类可以健康生存。

长期处于失重,人体肌肉、骨骼都会受损,长期失重,对于人体是致命的负担。

长期处于超重,人体器官会受到损伤,同时加速人体的衰老,进而影响大脑寿命。

总结

在自己看来,超重和失重,只是牛顿经典力学中的经典现象。

在物理学中,只是地球重力加速度“g”的左右两端,离开地球,失重和超重就不能算完美准确的描述。

但是在生物学中,超重和失重却是关乎人类生存的两个词。

就算人类离开地球,想要健康地活着,就要避免失重和超重。或许人类数千年后离开地球,依旧会说着:“失重啦!快调整!我的钙质在流失……”

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