Fapte uimitoare de ce cineva este într-adevăr fără greutate în spațiu - WELT
De ce ești într-adevăr fără greutate în spațiu
Greutatea nu este de kilograme!
Este unul dintre acele lucruri despre greutate. Dacă întrebi pe cineva: cât de grea ești? și el răspunde, de exemplu: „75 kg”, atunci poate fi colocvial, dar din punct de vedere fizic, aceasta este pur și simplu o prostie. De ce? Greutatea, adică greutatea, este o forță de greutate și se măsoară în Newtoni (N) și nu în kg. Kilogramele este o măsură a masei pe care fiecare corp o are neschimbată, indiferent de circumstanțe, fie pe pământ, fie fără greutate în spațiu. Doar acțiunea gravitației asupra masei generează o greutate F (greutate). Cele două cantități se știe că sunt legate între ele prin intermediul ecuației simple F = m * g, prin care în latitudinile noastre medii de pe pământ g = 9,81 m/s ** 2 este accelerația datorată gravitației. Răspunsul corect la întrebarea: "Cât de grea ești? "sau" Cât de mare este greutatea ta? "ar trebui să fie" 75 kg * 9,81 m/s ** 2 = 735,75 N ". Nimeni nu spune asta și aș vrea să pariez că foarte puțini oameni își dau seama cât de greșit este să dai kg.
Forța gravitației ajunge infinit de departe
Kgul rămâne întotdeauna același, doar greutatea se schimbă atunci când te îndepărtezi de pământ. Scade cvadrat cu distanța de centrul pământului, astfel încât, în principiu, se extinde infinit departe în spațiu. Aici, la suprafața pământului, adică la 6378 km de centrul pământului, este de 9,81 m/s ** 2 și pe ISS la o altitudine de 400 km, adică la o distanță de 6778 km, este încă 9,81 * (6378/6778) ** 2 = 8,69 m/s ** 2 și astfel încă 89% ca pe pământ. Cu luna, este doar 0,03% ca pe pământ, dar acest lucru este suficient pentru a forța masa uriașă a lunii pe o cale din jurul pământului.
De asemenea, interesant: de ce majoritatea oamenilor gândesc greșit
Dar despre imponderabilitatea în spațiu? Să presupunem că suntem pe ISS, deci avem încă o greutate de 89%. Dar pentru că ISS zboară întotdeauna într-un cerc în jurul pământului și experimentează o forță centrifugă care este exact la fel de mare ca gravitația, ambele forțe se anulează reciproc până la zero. Deci greutatea mea pe orbită a dispărut (o scală pe orbita pământului arată zero) se datorează faptului că forța gravitațională a pământului este anulată. Masa mea rămâne neschimbată.
De ce ești fără greutate peste tot în spațiu?
Până acum totul era ușor de înțeles. Acum devine din ce în ce mai dificil: de ce ești fără greutate peste tot în spațiu, chiar dacă zbor direct pe Lună, ca astronauții Apollo de atunci? Aici nu există o forță centrifugă care să anuleze gravitația. Răspunsul este din cauza inerției. Când zboară spre Lună, nava spațială este încetinită de gravitație. Ca și în cazul frânării într-o mașină, acest lucru vă împinge înainte. Aceasta este forța inerției și, la fel ca forța centrifugă, echilibrează forța gravitațională. De fapt, forța centrifugă este, de asemenea, o forță inerțială, dar acționează lateral când zboară într-un cerc (accelerând lateral) și forța inerțională obișnuită acționează înainte și înapoi, în funcție de frânarea sau accelerarea în direcția mișcării.
Ce guvernează mărimea inerției mele? Răspunsul este că Domnul Dumnezeu a făcut fizica în așa fel încât, indiferent de locul în care te afli în spațiu, forța inerțială anulează exact toate forțele (cele ale pământului, soarelui, lunii, altor planete, ...). Prin urmare, unul este întotdeauna fără greutate în spațiu. Singura excepție: îmi accelerez nava spațială cu o unitate. Acest lucru mă împinge spre fundul navei spațiale, pe care îl pot măsura cu o scală. Deci există o gravitație artificială.
De ce nu sunteți fără greutate când vă scufundați?
Dar scufundarea este un antrenament bun în greutate
Greutatea reală poate fi experimentată „pe pământ” numai în cădere liberă, adică atunci când sari de pe o platformă de scufundări sau zboară parabolic. Prin urmare, zborurile parabolice fac parte din antrenamentul regulat al unui astronaut. Scufundarea face, de asemenea, parte din antrenamentul unui astronaut. Deși nu creează imponderabilitate, este atât de important deoarece mișcările în apă sunt similare cu cele din imponderabilitatea spațiului. Un exemplu, dacă vreau să înșurubez un șurub în perete cu o șurubelniță în spațiu, șurubul nu se rotește, dar întorc șurubul. Deci, aveți întotdeauna nevoie de o priză fermă în spațiu pentru a lucra. Este exact ceea ce experimentează un scafandru sub apă. Scufundarea este, prin urmare, un antrenament ideal pentru operațiuni spațiale pe ISS.
Articol invitat de prof. Dr. Ulrich Walter, fizician absolvent și cunoscut expert în spațiu și prezintă seria documentară „Spacetime” din septembrie 2016.