Що таке невагомість і як її відчути в домашніх умовах, колективний блог для мам
"Що таке невагомість і як її відчути в домашніх умовах?"
Невагомість - стан, при якому сила взаємодії тіла з опорою (вага тіла), що виникає в зв'язку з гравітаційним тяжінням, дією інших масових сил, зокрема сили інерції, що виникає при прискореному русі тіла, відсутня.
Це визначення точно, але дуже складно для розуміння дворічного хлопчика. Тому спробую по іншому - не так точно, зате наочно Всі ми на Землі (і на всіх інших планетах) відчуваємо силу тяжіння - силу тяжіння Землі. Я вже розповідала про неї раніше. Те, що ми в побуті називаємо «вага» предмета - це те, як ми відчуваємо тиск цього предмета на опору, яка не дає предмету падати під дією сили тяжіння до центру Землі.
Ось ми кладемо книгу на руку - вона нам здається важкою, ми скажемо «у неї велику вагу». Вага - це той тиск, який відчуває наша рука, перегороджуючи книзі шлях до Землі. Ми приберемо руку - книга впаде на підлогу. Поки вона буде падати - ваги у неї не буде (насправді буде через тиск повітря, але я для наочності розповіді все буду спрощувати), адже вона не тисне ні на яку опору і не підвішена ні на який мотузці. А коли книга впаде на підлогу, вона знову стане важити. Тому що частинки книги стануть упиратися в підлогу, який загороджує книзі шлях до центру Землі. У той момент, коли книга падала, вона була в невагомості!
Тому таке, здавалося б, суто космічне поняття як «невагомість», насправді нам добре знайоме. Ми відчуваємо її кожен раз, просто підстрибнувши - в момент, коли летимо вниз і наша швидкість стає дорівнює прискоренню вільного падіння (9,8 м / сек). Ми відчуваємо невагомість гойдаючись на гойдалках - в той момент, коли вони на секунду завмерли перед тим як поміняти напрям руху і опуститися вниз. Ми відчуваємо невагомість на борту корабля, гойдаючись на хвилях - саме постійне чергування невагомості і перевантажень викликає «морську хворобу». Ми відчуваємо невагомість в момент, коли наш літак падає в повітряну яму. Всім знайоме це відчуття легкості в животі?
Невагомість можна навіть зафіксувати точним приладом в домашніх умовах. Я говорю про звичайні пружинних вагах. Візьміть ваги, підвісьте на них якийсь тягар (ми взяли пакет з картоплею) і підійміть його на витягнутій руці якомога вище. Дивіться на стрілочку і різко опустіть руку з вантажем вниз, імітуючи його падіння. Ви побачите, що стрілка на вагах піднялася вгору, до нуля, фіксуючи, що вага вантажу при падінні зменшився. (Краще, якщо досвід будуть робити дві людини - один опускати, інший дивитися).
Той же експеримент можна зробити з вагами (найкраще використовувати пружинні зі стрілочкою, а не електронні через те, що зміна ваги буде видно лише мить, і електроніка може не встигнути зреагувати). Встаньте на ваги і запам'ятайте свою вагу. А тепер присядьте. У момент присідання ваги будуть показувати меншу вагу, ніж на початку. Тому що хоча ноги і продовжували тиснути на опору і створювати вага, частина тіла летіла вниз зі швидкістю, що дорівнює прискоренню вільного падіння. І ця частина нічого не важила. Тому ми стали легше рівно на це значення.
На жаль, в умовах Землі невагомість можна відчути тільки на кілька секунд. Найдовше її відчувають льотчики на літаках, які виконують політ за спеціальною траєкторії (майже параболі). Такі польоти якраз і проводяться для того, щоб за ці 30-40 секунд повної невагомості (поки літак ніби падає на Землю) в ньому могли тренуватися майбутні космонавти. Я недавно бачила повідомлення про те, що каліфорнійська компанія BRC Imagination Arts розробила атракціон для розважальних парків, в якому люди зможуть протягом 8-10 секунд знаходиться в стані невагомості. Кожен бажаючий зможе купити недорогий квиток і відчути себе космонавтом. Думаю, коли Том підросте, він вже зможе покататися на такому атракціоні
Photo Courtesy: BRC Imagination Arts
До речі, хочу звернути вашу увагу на те, що невагомість на космічному кораблі виникає не через те (як думають багато), що він летить високо, і сила тяжіння Землі, що діє на нього, мала. А через те, що космічний корабель (і все, що в ньому знаходиться), рухаючись по орбіті як ніби-то постійно падає на Землю. Він весь час летить вниз, тому і не має ваги. А сила гравітації на космічний корабель діє майже так само, як на Землі (всього на 10% менше). Якби ми могли побудувати вежу висотою 350 км (саме така висота орбіти МКС), то ніякої невагомості ми б там не відчули. Інша справа, що якщо тіло помістити далеко від дії будь-яких гравітаційних сил (будь-яких великих мас - планет, зірок і т.п.), то воно теж буде в невагомості. Цю невагомість називають мікрогравітації.
Так що, Том, стрибай на батуті або гойдайся на гойдалках, і тоді ти зможеш на мить відчути себе космонавтом