| 8695912 9216 5224 943 1 У.; они определяются равенствами: wT = dv/dt = где v - численная величина скорости, р - радиус кривизны траектории в соответствующей её точке.
У. характеризует изменение скорости точки по её численной величине, а нормальное У.- по направлению.
У. свободной материальной точки связано с её массой т и действующей силой F равенством mw = F (второй закон Ньютона). Размерность У. LT-2.
Об У. точек вращающегося тела см. Вращательное движение, Угловое ускорение.
Лит. см. при ст. Кинематика.
С. М. Таре.
Физиологическое действие ускорения. По характеру воздействия на организм различают линейное ударное У. (время действия <= 1 сек; g>=10 g/сек), линейное длительно действующее У. (время действия >= 1 сек,g<=10 g/сек), а также угловое У. В авиационной и космической медицине для обозначения "возросшего веса тела" (вследствие У.) используется термин "перегрузка".
Наибольшим линейным ударным У. (ЛУУ) человек подвергается при падениях, авариях на транспорте, при аварийной посадке самолёта или космич. корабля, при катапультировании и т. д. Осн. неблагоприятный пато-физиологич. эффект ЛУУ сводится к нарушению целостности органов и тканей (позвоночник, череп, внутренние органы). Переносимость ЛУУ, направленных перпендикулярно к продольной оси тела, примерно в два раза выше, чем направленных вдоль позвоночника (30-40 g и 15-20 g соответственно). В процессе эволюции у человека сформировались нек-рые специфич. механизмы защиты от ЛУУ (амортизационные свойства костно-опорного аппарата, система подвески внутр. органов и т. п.).
Выраженность неблагоприятного эффекта линейного длительно действующего У. (ЛДУ) зависит от величины У. и его направления относительно тела человека. Чем более вектор ЛДУ приближается к продольной оси тела и направлению осн. магистральных кровеносных сосудов, тем выраженнее нарушения кровообращения, связанные с перераспределением крови под влиянием возросшего гидростатич. давления. Наихудшим образом переносятся У., приводящие к повышению кровенаполнения сосудов головы. Легче всего человек переносит этот вид У., когда его вектор составляет с продольной осью тела угол в 75-80° (см. рис.). Это условие реализуется на космич. кораблях типа "Союз" и "Аполлон". Наибольшим ЛДУ в совр. условиях человек может подвергаться при манёвренном полёте на скоростном самолёте или при полёте космич. корабля по баллистич. траектории. С ЛДУ в процессе эвс.тюции человек практически не встречался. Переносимость этого воздействия определяется общими, неспецифич. механизмами приспособления к неблагоприятным факторам внеш. среды. При вращательных движениях возникают угловые У., к-рые оказывают специфич. влияние на вестибулярный аппарат, а при определённых величинах могут вызвать явления, характерные для ЛУУ и ЛДУ.
Для повышения переносимости У. применяют различные технич. средства, обеспечивающие сохранение оптимальной позы и положения человека относительно вектора У., снижение величины У. и скорости его нарастания, уменьшение эффекта перераспределения крови в организме (амортизационные, индивидуально моделированные кресла, привязные ремни, защитные шлемы, противоперегрузоч-ные костюмы).
Лит.: Барер А. С., Проблемы ускорений в космической физиологии, "Космическая биология и медицина", 1967, в. 1; Сергее в
А. А., Физиологические механизмы действия ускорений, Л., 1967; Краткий справочник по космической биологии и медицине, 2 изд., М., 1972; Основы космической биологии и медицины. Совместное советско-американское издание, т. 2, кн. 1, М., 1975.
А. С. Барер.
УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ, ускорение силы тяжести, ускорение, сообщаемое свободной материальной точке силой тяжести. Такое ускорение имел бы центр тяжести любого тела при падении тела на Землю с небольшой высоты в безвоздушном пространстве. Как и сила тяжести, У. с. п. зависит от широты места ф и высоты его над уровнем моря Н. Приблизительно У. с. п. g = 978,049 (1 + 0,005288 sin2ф-- 0,000006 sin22ф) - 0,0003086 Н. На широте Москвы на уровне моря g = 981,56 см/сек2.
УСКОРЕНИЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ, то же, что ускорение свободного падения.
УСКОРЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ. Ускорение заряженных частиц в совр. ускорителях происходит благодаря взаимодействию заряда частицы с внешним электромагнитным полем (см. Ускорители заряженных частиц). Эффективность ускорения, т. е. ср. энергия, сообщаемая частице электрич. полем на единице длины ускоряющего устройства, определяется напряжённостью электрич. и магнитного полей и ограничена технич. возможностями устройств, создающих эти поля. Для разных типов ускорителей эффективность ускорения колеблется от 1 до 50 Мэв на 1 м длины системы. В 1960-х гг. возникло новое направление в физике ускорителей - т. н. когерентные методы ускорения, к-рые в принципе позволяли обойти трудности "классических" ускорителей. Основателем этого направления был В. И. Векслер. Главная задача когерентных методов ускорения - получение больших эффективностей ускорения. Их характерная особенность состоит в том, что электромагнитное поле, ускоряющее частицы, не является внешним, а возникает в результате взаимодействия группы ускоряемых частиц с др. группой зарядов, плазмой или электромагнитным излучением при условии его когерентного (синхронного) воздействия на всю ускоряемую группу частиц. Такой синхронизм обычно возникает автоматически. Величина ускоряющего поля зависит от числа участвующих в таком взаимодействии частиц и может достигать больших значений - 100 Мв/м и более. Однако реализации этих методов мешают возникающие плазменные и гидродина-мич. неустойчивости и поэтому в наст. время когерентное ускорение не имеет практич. значения для ускорения частиц. Если ускоряемые частицы не участвуют в создании ускоряющих полей, но последние создаются не с помощью электродов, как в "классических" ускорителях, а с помощью потоков, сгустков или колец заряженных частиц, то говорят околлективных методах ускорения. К 1976 существует ок. 20 различных схем коллективного ускорения частиц. Во всех таких ускорителях, в отличие от плазменных ускорителей, в создании ускоряющего поля участвуют релятивистские электроны.
Ниже рассмотрены нек-рые, наиболее характерные из коллективных методов ускорения.
1. Ускорение ионов электронными пучками
При прохождении электронного пучка высокой плотности через газ образуются ионы газа и ускоряются до энергий, существенно превышающих энергию электронов пучка. Окончательно механизм ускорения ионов не выяснен. Упрощённая схема этого процесса может быть построена след. образом. Электронный пучок высокой плотности, попадая в ме-таллич. трубку с газом, создаёт настолько сильное поле, что тормозится в этом поле и теряет свою скорость уже на очень малых расстояниях. В этой области за счёт уменьшения скорости плотность электронов максимальна. Затем начинается распад пучка под действием сил пространственного заряда. Энергия электронного пучка тратится не только на создание такого поля, но и на ионизацию газа, имеющегося в трубке. Через характерное
время ионизации, к-рое зависит от плотностей пучка и газа, по всему пути пучка до места его практич. остановки образуется достаточное количество положительно заряженных ионов, чтобы нейтрализовать пространственный заряд электронного пучка и локализовать поле внутри самого пучка. Тормозящее действие поля на приходящие после характерного времени ионизации электроны ослабляется, потери энергии прекращаются, и пучок электронов проходит дальше вдоль трубки. После этого весь процесс повторяется, и так продолжается до тех пор, пока пучок не пройдёт всю трубку. Т. о., место наибольшей плотности электронов движется вдоль трубки со скоростью, пропорциональной времени ионизации. Положительно заряженные ионы, попавшие в начальный момент в уплотнённую часть электронного пучка, удерживаются отрицательно заряженными электронами и движутся вместе с таким скачком плотности вдоль трубки с той же скоростью, а следовательно (из-за их большой массы), обладают много большей энергией, чем электроны. Эффективность ускорения в этом методе достигает 100 Мэв/м. Пока реализованы длины ускорения только в неск. см, и предстоит ещё большая работа по проверке правильности изложенной выше схемы ускорения.
2. Плазменный метод ускорения
Плазма является средой, в к-рой между отд. группами зарядов существуют поля до 1000-10 000 Мв/м. Создание в плазме регулярных волн, т. е. волн, обладающих определённой фазой, и использование их для ускорения заряженных частиц - суть плазменного метода ускорения, предложенного сов. физиком Я. Б. Файнбергом. Для решения этой задачи применяют мощные электронные пучки. При их прохождении сквозь плазму создаются условия, при к-рых 20-30% энергии пучка расходуется на создание плазменной волны. Чтобы обеспечить регулярность этой полны, используется предварительная небольшая модуляция электронного пучка внешним электромагнитным полем. Изменяя частоту и фазу модуляции, а также плотность плазмы, можно управлять возникающей волной и сделать её пригодной для ускорения частиц.
3. Ускорение ионов электро |
