CE „SE FACE?

Masă și greutate

Înainte de a intra în subiectul gravitației și cum acționează, este important să înțelegem diferența dintre greutate și masă.

Folosim adesea termenii „masă” și „greutate” interschimbabil în vorbirea noastră zilnică, dar pentru un astronom sau un fizician sunt lucruri complet diferite. Masa unui corp este o măsură a cantității de materie pe care o conține. Un obiect cu masă are o calitate numită inerție. Dacă scuturați un obiect ca o piatră în mână, ați observa că este nevoie de o împingere pentru ao pune în mișcare și de o altă apăsare pentru a o opri din nou. Dacă piatra este în repaus, vrea să rămână în repaus. Odată ce l-ați pus în mișcare, acesta vrea să rămână în mișcare. Această calitate sau „lentitudine” a materiei este inerția sa. Masa este o măsură a cât de multă inerție afișează un obiect.

Greutatea este cu totul diferită lucru. Fiecare obiect din univers cu masă atrage orice alt obiect cu masă. Cantitatea de atracție depinde de mărimea maselor și de cât de departe sunt. Pentru obiectele de dimensiuni cotidiene, această atracție gravitațională este dispărut de mică, dar atracția între un obiect foarte mare, cum ar fi Pământul, și un alt obiect, ca tine, poate fi ușor măsurat. Cum? Tot ce trebuie să faci este să stai pe o scală! Scările măsoară forța de atracție dintre tine și Pământ. Această forță a atracția dintre tine și Pământ (sau orice altă planetă) se numește greutatea ta.

Dacă te afli într-o navă spațială departe de stele și pui o scală sub tine, scara ar citi zero. Greutatea ta este zero. Ești fără greutate. Există o nicovală plutind lângă tine. De asemenea, este fără greutate. Ești tu sau nicovala fără masă? Absolut nu. Dacă ați apucat nicovală și ați încerca să o scuturați, ar trebui să o împingeți pentru ao porni și să o trageți pentru a o opri. Are încă inerție și, prin urmare, masă, dar nu are greutate. Vezi diferenta?

Relația dintre gravitație și masă și distanță

După cum sa menționat mai sus, greutatea dvs. este o măsură a atracției gravitației dintre dvs. și corpul pe care stați. Această forță a gravitației depinde de câteva lucruri. În primul rând, depinde de masa voastră și de masa planetei pe care stați. Dacă vă dublați masa, gravitația vă atrage de două ori mai tare. Dacă planeta pe care stai este de două ori mai masivă, gravitația te atrage și de două ori mai tare. Pe de altă parte, cu cât ești mai departe de centrul planetei, cu atât este mai slabă atracția dintre planetă și corpul tău. Forța devine mai slabă destul de rapid. Dacă vă dublați distanța față de planetă, forța este de un sfert. Dacă vă triplați separarea, forța scade la un al nouălea. De zece ori distanță, o sutime de forță. Vezi modelul? Forța scade odată cu pătratul distanței. Dacă punem acest lucru într-o ecuație, ar arăta astfel:

Cele două „M” de deasupra sunt masa ta și masa planetei. „R” de mai jos este distanța față de centrul planetei. Masele sunt în numărător, deoarece forța devine mai mare dacă devin mai mari. Distanța este în numitor, deoarece forța devine mai mică atunci când distanța devine mai mare. Rețineți că forța nu devine niciodată zero, indiferent cât de departe călătoriți. Poate că aceasta a fost inspirația pentru poezia lui Francis Thompson:

Isaac Newton

Această ecuație, derivat mai întâi de Sir Isaac Newton, ne spune multe. De exemplu, puteți suspecta că, deoarece Jupiter este de 318 ori mai masiv decât Pământul, ar trebui să cântăriți de 318 ori mai mult decât cântăriți acasă. Acest lucru ar fi adevărat dacă Jupiter ar fi același dimensiunea ca Pământul. Dar, Jupiter este de 11 ori mai mare decât raza Pământului, deci sunteți de 11 ori mai departe de centru. Acest lucru reduce atracția cu un factor de 112, rezultând aproximativ 2,53 ori atracția Pământului asupra dumneavoastră. o stea de neutroni te face greutatea inimaginabilă. Nu numai că steaua este foarte masivă pentru început (aproximativ la fel ca Soarele), dar este și incredibil de mică (cam de dimensiunea San Francisco), așa că ești foarte aproape de centru un d r este un număr foarte mic. Numere mici în numitorul unei fracții duc la rezultate foarte mari!