3. а) Находятся ли в состоянии невесомости космонавт: 1) в кабине космического корабля при полете по орбите; 2) при выходе в открытый космос? б) Какую перегрузку испытывает космонавт, вращающийся в горизонтальной плоскости на центрифуге диаметром 12 м с угловой скоростью 4,04 рад/с?

а) В обоих случаях космонавт находится в состоянии невесомости: корабль и космонавт при орбитальном движении свободно падают под действием притяжения Земли; при выходе в открытый космос космонавт продолжает двигаться вместе с кораблём по орбите. Опора не действует на космонавта, поэтому его кажущийся вес равен нулю.

б) Радиус центрифуги \(r=12/2=6\) м. Центростремительное ускорение \(a=\omega^2r=(4.04)^2\cdot6\approx97.9\) м/с². Перегрузка — отношение ускорения к ускорению свободного падения: \(n=a/g\approx97.9/9.8\approx10\).

Ответ: а) да, в обоих случаях; б) перегрузка примерно 10.