เคยสงสัยไหม ในสภาพไร้น้ำหนัก นักบินอวกาศชั่งน้ำหนักตัวเองยังไง

nyberg_weighing.jpg__800x600_q85_crop

นักบินอวกาศหญิง Karen Nyberg กำลังใช้เครื่อง SLAMMD หามวลของตัวเอง

นักบินอวกาศที่ทำงานอยู่ในสถานีอวกาศนานๆ จำเป็นต้องดูแลสุขภาพตัวเองอย่างดี ต้องคุมน้ำหนักร่างกายให้เหมาะสม แต่เอ…นั่นมันในอวกาศที่ไร้น้ำหนักนะ แล้วพวกเขาจะชั่งน้ำหนักกันยังไง

คำว่าน้ำหนัก เป็นคำติดปากสำหรับพวกเราบนผิวโลก แต่ในสภาพไร้แรงโน้มถ่วงเช่นในสถานีอวกาศสากล ISS นั้น แน่นอน เราไม่มีน้ำหนัก แต่เรายังมี มวล ใช่แล้ว แทนที่เราจะหาน้ำหนักที่หาค่าไม่ได้ในอวกาศ เราก็จะมาหามวลแทน

เครื่องมือที่ใช้ในภาพคือ Space Linear Acceleration Mass Measurement Device หรือย่อว่า SLAMMD ที่ทำงานโดยใช้ กฎข้อที่สองของนิวตัน F = ma นั่นเอง

ที่เราอยากรู้คือมวล m เครื่องมือนี้เลยมีสิ่งที่รู้แน่ๆมา 1 อย่าง นั่นคือแรงดึงกลับของสปริง ที่รู้ค่าแน่นอนแล้วว่ากี่นิวตัน

ที่เหลือตัวสุดท้ายคือความเร่ง a นั้น เราใช้คอมพิวเตอร์วัดเอา

สมมุติว่า  เก้าอี้ตัวนั้นหนัก 20 กก. สปริงมีแรงดึงกลับ 2 นิวตัน (อันนี้คือตายตัวเลยจะได้หาค่าอื่นได้) นักบินอวกาศก็นั่งบนเก้าอี้ แล้วกดปุ่มให้สปริงดึงให้ตัวเคลื่อนที่ โดยเอาคางวางบนแท่นวัด คอมพิวเตอร์จะวัดความเร่งของแท่งเหล็กใต้คาง สมมุติออกมาได้ 25 มิลลิเมตรต่อวินาที²

ทีนี้เราได้ตัวแปรครบละ m = F/a

ดังนั้น m = 2 N / 25 x 10 -3m/s² = 80 kg

มวลที่หาได้ 80 กก. นี ต้องหักมวลของเก้าอี้ 20 กก. ออกด้วย  ดังนั้น มวลของนักบินอวกาศจริงๆคือ 60 kg

ปกติจะวัดค่านี้ 3 รอบแล้วเอามาเฉลี่ย

ลองดูคลิปการทำงานของ SLAMMD ที่นี่

อ้างอิง http://www.airspacemag.com/daily-planet/how-do-astronauts-weigh-themselves-space-180953884/?no-ist
เรียบเรียงโดย @MrVop