Question

Informacje na temat stanu przeciążenia i nieważkościoraz jaki wpływ mają na organizmy żywe ... ;)

Answer 1

Nieważkość – stan, w którym działające na układ ciał siły zewnętrzne nie wywołują wzajemnych ciśnień (nacisków) części układu na siebie, a wewnętrzne oddziaływania grawitacyjne są pomijalne[1]. Rzadziej używany jest także termin nieciężkość.[2]

W szczególności nieważkość występuje, gdy na ciało działa tylko siła grawitacji. Powoduje to, że obiekt będący w stanie nieważkości traciciężar[3], choć jego masa nie ulega żadnym zmianom.

Przeciążenie (używany jest także termin nadważkość)[1] to stan, w jakim znajduje się ciało poddane działaniu sił zewnętrznych innych, niż siła grawitacji, których wypadkowa powoduje przyspieszenie inne niż wynikające z siły grawitacji. Przyjęto wyrażać przeciążenie jako krotność standardowegoprzyspieszenia ziemskiego. Tak zdefiniowane przeciążenie jest wektorem, mającym kierunek i zwrot.

Przeciążenie może być powodowane przez wibracje, manewry obiektu takiego jak samolot czy samochód, ciąg silników napędowych statku kosmicznego, ciśnienie gazów przyspieszających w lufie pocisk, kolizje itp.

1 g to składowa pionowa przeciążenia ciała znajdującego się na powierzchni Ziemi w spoczynku lub w ruchu ustalonym, 0 g odpowiada stanowi nieważkości (spadek swobodny pod działaniem sił grawitacji). Znajomość przewidywanych przeciążeń umożliwia obliczenie obciążeń i odpowiednie zaprojektowanie konstrukcji obiektów technicznych a także ocenę narażeń, jakim poddawane będą w rozważanych okolicznościach organizmy żywe.

Przeciążenie (jak i niedociążenie) może mieć wyłącznie wartość dodatnią (lub równą 0).
Znak przyspieszenia charakteryzuje umowny kierunek działania sił:

dodatnie Gz+ siły działają w dół na sylwetkę stojącego człowieka, od głowy do stóp (np. ruszająca winda w górę) Gx+ siły działają wzdłuż sylwetki stojącego człowieka, od klatki piersiowej do pleców (np. przyspieszanie auta) ujemne Gz- siły działają w górę na sylwetkę stojącego człowieka, od stóp do głowy (np. ruszająca winda w dół) Gx- siły działają wzdłuż sylwetki stojącego człowieka, od pleców do klatki piersiowej (np. hamowanie auta)

Z uwagi na położenie delikatnie ukrwionych organów (mózg, gałki oczne) kierunek przyspieszenia powoduje odpowiednio napływ lub odpływ krwi powodując zmianę jej ciśnienia w tych narządach.
W przypadku napływu krwi i wzrostu jej ciśnienia wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia wylewów do mózgu zagrażających zdrowiu i życiu lub do gałek ocznych zagrażających częściowym lub trwałym upośledzeniem widzenia. Z tego też powodu organizm człowieka dużo lepiej znosi przeciążenia dodatnie niż ujemne.

Największe, jednak najkrócej działające, przeciążenia występują w trakcie katapultowania (w niektórych radzieckich konstrukcjach nawet 20-22 g, w zachodnich samolotach 12-14g), podczas wyczynowej akrobacji lotniczej, podczas walki powietrznej samolotu myśliwskiego (do 10 g). Duże przeciążenia występują podczas szybkiego wyprowadzenia (wyrwania) z lotu nurkowego i ogólnie podczas wszystkich manewrów lotniczych wykonywanych podczas lotu z dużą prędkością po łuku. Człowiek w stanie spoczynku poddany jest przeciążeniu 1 g, a 0 g w stanie nieważkości.

Długotrwałe przeciążenie dodatnie doprowadza do zaburzeń widzenia (krew odpływa z siatkówki oka), a im większa jest wartość przeciążenia tym krócej może ono działać na organizm bez obawy o niekorzystny wpływ na stan zdrowia. Ponadto występują zaburzenia świadomości (pod postacią przymglenia lub częściowego zamroczenia) - co jest związane z zaburzeniami w ukrwieniu mózgu.

Skutki przeciążenia można zmniejszać np. stosując skafander przeciwprzeciążeniowy czy umieszczając pilota w pozycji leżącej. Przyspieszenia poprzeczne (np. plecy - piersi) mogą być około dwukrotnie większe niż dodatnie. Głownymi objawami są utrudnienie oddychania i trudności w poruszaniu kończynami. Powolny wzrost przyspieszenia jest znoszony lepiej niż szybki. Ważną rolę odgrywa systematyczny trening i dobra sprawność fizyczna pilota.[2]

W życiu codziennym stanu przeciążenia można doświadczyć np. w ruszającej lub zatrzymującej się windzie, w zakręcającym lub pokonującym nierówności samochodzie, w czasie podróży samolotem – szczególnie gdy występują turbulencje. W życiu codziennym największe przeciążenia występują podczas wypadków drogowych a także katastrof lotniczych, są one powodem obrażeń wielonarządowych.

Duże przeciążenia, głównie w celu badania ich wpływu na pilotów i astronautów, uzyskuje się w wirówce przeciążeniowej.