宇宙飛船裏的生活是非常奇特的。在那裏，宇航員身輕如燕，飛船裏的東西可以無依無靠地懸在空中；裝水的瓶子即使瓶口向下，水也不會向下流。物理學上把這種現象叫做失重。
飛船上的東西為什麼會失重呢？
你也許認為：這是失掉了地球吸引力的緣故。其實，這個回答並不完全正確。
當然，物體的重量來源於地球引力，飛船如果飛出地球的引力範圍，自然就失去了因地球引力而形成的重量。
但是，飛船所在高度並沒有脫離開地球的引力，而是被地球的引力拉著做環繞地球的圓周運動。
為了弄清這個問題，我們分幾步來研究。第一步，我們來做兩個實驗，了解一下，在地球引力範圍之內，物體為什麼會有失重和超重的現象。
你站在稱體重的台秤上，迅速把身子向下一蹲，就會發現，那指針會向零一擺。難道這一瞬間，地心對你的吸引力減少到接近於零了嗎？
手提彈簧秤，彈簧秤下係一個重物，指針指出了它的重量，如果突然使它向下運動，那指針也會擺向零。反過來，猛然向上一提，那指針指示的重量又會大大增加。
假如你住在有電梯的大樓裏，你可以拿一個彈簧測力計（或者一段軟彈簧、橡皮筋）和一個重物（比如一把大鐵鎖）到電梯裏去做實驗。當電梯靜止不動的時候，把重物掛在測力計上，指針指出了物體的重量是G。當電梯向下加速下降的時候，你會看到指針的指數變小，彈簧或橡皮筋的長度變短——
人們看到的重量（視重）變小了，這是失重現象。當電梯加速上升的時候，那指針的指數竟然比G還大，彈簧或橡皮筋的長度都變長——人們看到的重量（視重）變大了，這就是超重現象。
乘電梯的時候，當電梯加速上升或下降的時候，有人會感到不舒服，這是由於電梯上升的時候，他處於超重狀態，而電梯加速下降的時候，他處於失重狀態。
早在17世紀，著名的物理學家伽利略就注意過這類問題。他提出：“我們感覺到肩頭上有重荷，是在我們不讓這個重物落下的時候。但是，假如我們跟我們肩上的重物一起自由下落，那麼這個重物怎麼還會壓到我們的肩上呢？”
現代的傘兵親身體驗了伽利略設想的情況。跳傘前，傘兵會感到背上背著的武器很沉，如果從飛機上向下一跳，暫時不張傘，傘兵和沉重的武器一起自由下落，這時候，傘兵就不再會感到肩上有重量了，直到張開傘以後，才會覺出武器的重量。很明顯，傘兵和武器一起自由下落的時候，沒有感到肩頭的重量不是由於失掉了地心引力，而是因為它們都在地心引力的作用下一起加速下落的緣故。
第二步，我們再來研究：宇宙飛船並沒有向地球下落，為什麼也會失重呢？
為了探討這個問題，我們需要模仿雜技節目“水流星”，做一個實驗：
用結實的尼龍網兜兜住一碗水，把它掄起來。你會發現水碗在空中飛舞，碗底已經朝天了，但是裏麵的水並沒有流出來（也可以用尼龍繩係住塑料水杯來做這個實驗）。
你會發現，隻有轉速相當快的時候，這個實驗才能成功，這時候碗裏或桶裏的水便像失去了重量一樣。
“水流星”雜技裏的水在做圓周運動，要做圓周運動就需要向心力。如果失掉了向心力，那水就會沿切線方向飛出。當水運動到最高點的時候，水受到了兩個力：一個是重力，另一個是碗底對它的壓力，這兩個力都是豎直向下的，這兩個力合在一起恰恰等於水所需要的向心力，那水自然隻能做圓周運動了。
如果水流星運動到最高點的時候，速度慢了一些，這個實驗就會失敗，那水便要在重力作用下流出來。
如果水流星運動到最高點的時候，速度過快，這個實驗就會發生危險：水桶或水碗將拉斷繩索，遠離圓心向外飛去。
宇宙飛船繞著地球運動的情況，和水流星的運動情況相似：飛船速度過慢，就會墜落地麵；飛船速度過快，將會遠離地球。
第三步，我們來研究一下：飛船的速度達到多大，才能正好繞著地球做圓周運動呢？