da li u svemiru ima gravitacije pokazuje kako zakoni fizike objašnjavaju pojave koje svakodnevno posmatramo. Kada razumemo sile, energiju, kretanje i talase, ono što deluje neobično postaje jasno i predvidivo.
Bestežinsko stanje nije odsustvo gravitacije
Astronauti na Međunarodnoj svemirskoj stanici lebde, pa se često kaže da se nalaze tamo gde nema gravitacije. U stvarnosti, na visini stanice Zemljina gravitacija je i dalje veoma snažna.
Fizičko objašnjenje
Stanica i astronauti neprekidno slobodno padaju ka Zemlji, ali imaju veliku bočnu brzinu. Dok padaju, zakrivljenost njihove putanje prati zakrivljenost Zemlje, pa je stalno promašuju. Pošto astronaut, vazduh i stanica ubrzavaju gotovo jednako, nema uobičajene sile oslonca i oseća se bestežinsko stanje.
Gravitaciona sila: F = G·M·m/r²; centripetalno ubrzanje kružne orbite: a = v²/r.
Veličine i jedinice:
F – sila (N), G – gravitaciona konstanta, M i m – mase (kg), r – rastojanje od centra Zemlje (m), v – orbitalna brzina (m/s).
Kako pojava nastaje – korak po korak
- Zemljina gravitacija privlači stanicu i sve u njoj.
- Velika horizontalna brzina nosi stanicu napred.
- Gravitacija stalno zakrivljuje putanju ka Zemlji.
- Stanica ostaje u orbiti, dok svi predmeti u njoj zajedno slobodno padaju i prividno lebde.
Primer iz prakse
Kada lift kratko ubrzava naniže, pritisak stopala na pod se smanjuje. U orbiti je taj princip produžen: objekti padaju zajedno, a pod ih ne gura u uobičajenom smislu.
Od čega zavisi rezultat?
Osećaj težine zavisi od sile oslonca, a ne samo od gravitacione sile. U orbiti postoje i veoma mali gradijenti gravitacije, vibracije i otpor razređene atmosfere, pa se govori o mikrogravitaciji.
Najčešća zabluda
Zabluda: Svemirska stanica je toliko daleko da Zemljina gravitacija više ne deluje.
Tačno objašnjenje: Bez gravitacije stanica bi nastavila približno pravolinijski i napustila orbitu. Upravo gravitacija obezbeđuje centripetalno ubrzanje.
Bezbedan ogled ili posmatranje
Stavite mali predmet u providnu zatvorenu kutiju i kratko je pomerite naniže bez ispuštanja. Predmet može privremeno smanjiti pritisak na dno. Ne bacajte kutiju i ne izvodite ogled sa visine.
Povezivanje sa školskim gradivom
Mit povezuje gravitacionu silu, slobodan pad, kružno kretanje, centripetalno ubrzanje, inerciju i silu oslonca.
Pitanja za proveru znanja
- Koja sila drži svemirsku stanicu u orbiti?
- Zašto astronaut ne oseća uobičajenu težinu?
- Šta bi se dogodilo bez gravitacije?
Odgovori
1) Zemljina gravitaciona sila. 2) Zato što on i stanica zajedno slobodno padaju. 3) Stanica ne bi pratila orbitu već bi se kretala približno pravolinijski.
Česta pitanja
Da li gravitacija ikada postaje tačno nula?
Gravitaciono delovanje opada sa rastojanjem, ali se prostire veoma daleko. Doprinosi različitih tela mogu se u nekoj tački poništavati u određenom smeru.
Zašto astronauti moraju da vežbaju?
U mikrogravitaciji mišići i kosti nisu opterećeni kao na Zemlji, pa vežbanje usporava njihov gubitak.
Zaključak
Astronauti ne lebde zato što gravitacije nema. Oni zajedno sa stanicom neprekidno padaju oko Zemlje, a gravitacija je upravo razlog što ostaju u orbiti.
Za dalje učenje pogledajte formule iz fizike i rešene zadatke na sajtu Fizičarenje.