כוח המשיכה הסביר: זה בעצם מאחורי כוח הכבידה

כוח המשיכה הוא כוח המשיכה שממש שומר אותך מקורקע. מדוע כוח הכבידה יכול להיות גם די מסוכן ומה ההשפעות שלו על אנשים ואפילו כוכבי לכת אחרים.

תובנות חדשות לגבי כוח המשיכה של השמש

כוח הכבידה הסבר: זהו כוח הכבידה

• כּוֹחַ הַכּוֹבֶדהוא אחד מהארבעה כוחות שמחזיקים את היקום ביחד. זה לא רק קובע כמה אנחנו כבדים על פני כדור הארץ, אלא גםגֵאוּת וְשֵׁפֶל, כמה מהר ובאיזהכוכבי לכת מרוחקים מסתובבים סביב כוכבים- וכמה מהר זה קורההיקום מתרחב.
• המשיכה מחושבת מתמטית מתוךמסהשל שני גופים, עם הגדלתמֶרְחָקיורד בחדות. אם שום דבר לא עוצר אותם, למשל בחלל, הם מאיצים זה לעבר זה - או מקיפים זה את זה אם הם מהירים מספיק.
• בהשוואה לאחריםכוחות יסוד של הפיזיקהאבל כוח המשיכה חלש מאוד. הכוח ששני פרוטוניםמחזיק יחד בגרעין אטום, למשל, הוא סביב אחדמספר עם 30 אפסיםחזק יותר.
• דוגמה: שניים כל אחדאוהבי 100 קילוגרםתיאורטית, הם נדחפים למרחק של מטר אחדפחות ממיליארדית ממשקלםזה לזה - מבחינה פיזית. בעיה: כבר אחדWindhauchמהכיוון הלא נכון יהיה חזק יותר וירחיק אותם.
• הכוח האמיתי שלך מתגלה רק כאשר אתה באמתהרבה מסה התקבצה יחד. שריפות עלולות להתרחשכוכבי ענקבסוףחור שחורטוֹפֶס. המשיכה שלו כל כך גדולה שאפילו אור לא יכול להימלט ממנה.

גילוי של כוח המשיכה: ממרכז העולם לעקמומיות הזמן של איינשטיין

פעם הוא ניתח בצורה חדה כתערהפילוסוף הקדום אריסטו,שהכל נופל ארצה. קצת שחצן - לפחות מנקודת המבט של היום - הוא הגיע למסקנה שכדור הארץ חייב להיותמרכז העולםלִהיוֹת. הבריטי אייזק ניוטון כמעט והשיב2,000 שנים מאוחר יותר, כוח הכבידה קיים על כל גוף שמימי והיה הראשון למסורהנוסחה הנכונה כחוק הכבידהלְאַחַר מִכֵּן.

אבל כוכבי הלכת לא הסתובבו סביב השמש בדיוק באותו אופןניוטוןזה חזה. אז איינשטיין ישב ופיתח את זהתורת היחסות, שהסביר את היקום בצורה הרבה יותר מדוייקת מניוטון: לפי זה, כוח הכבידה הוא לא כוח שמגיע ממסה, אלא פשוט זהעקמומיות של מרחב זמן(אהה!).

מרחב-זמן יוצר אחדאחדות של מרחב וזמן,שאי אפשר להפריד. היא . פני השטח שלו נראים כמו רמה עם עמקים רבים. מכיוון שאיינשטיין מתאר את כוח המשיכה כמאפיין גיאומטרי, ניתן לייצג אותו בצורה גרפית די טוב:שקע מסה ואנרגיה במרחב זמןאכמו כדורים גדולים. הקאץ': לזמן חלל ישארבע ממדים. מלבד המגלה שלו, רק כמה אנשים הבינו באמת את התיאוריה של איינשטיין.

רק מהר כמו האור: גלי כבידה

במשך זמן רב חשבו שכוח המשיכה פועל באופן מיידי, כלומר בכל מקום בו זמנית.ואז הגיעאיינשטיין. הוא לימד שהשפעת הכוח הכבידה אינו נוסע מהר יותר מהאור. אבל זה לקח עד 2015 למדעניםגלי כבידהשל שני חורים שחורים שהתנגשו במרחק של 1.3 מיליארד שנות אור משם. Insider עבור המעריצים של"בחזרה לעתיד": המגה אירוע קוסמיהיה את זהרצף מרחב-זמןממש מעורער במשך 0.2 שניות.

כך אתה מרגיש את כוח המשיכה של כדור הארץ

מכיוון שכדור הארץ כל כך גדול ממך, כוח המשיכה שלו או לוחץ אותך אליו - או גורם לך ליפול עליו מלמעלה. אם לכדור הארץ לא הייתה פגז אוויר, היית רוצהפליקס באומגרטנרלאחר קפיצת השיא שלו מגובה של כמעט 40 קילומטריםדוהר לעבר כדור הארץ מהר יותר ויותר. מאז ההתנגדות אווירצניחה חופשית רגילה מאטה הרבה ובסופו של דבר שוכבת עליך לאחר מספר שניותכרית אווירואל תגיע מהר יותר מאשר בערך200 קמ"ש.

בין עופרת או צמר גפן: לפני כוח המשיכה, כולם שווים

זֶההאצת כבידהמיועד למדענים בו זמניתמידה כדי לציין את כוח המשיכה של גוף שמימי. עבור כדור הארץ עם המסה שלו שלשישה מיליארד טריליון טוןעל הקרקע זה כ-9.8 מטר לשנייה ריבוע. נקרא:ללא התנגדות אוויריהיה משקל ליד פני השטח בנפילה של כ-9.8 מטר לשנייה מהר יותר בכל שנייה- לא משנה אם זה משקולת עופרת או צמר גפן (הגאוני כןגלילאו גלילייגילה עם הניסויים שלו על המגדל הנטוי של פיזה).

האם כוח הכבידה מסוכן?

כוח הכבידה במערכת השמש: כוכבי לכת אחרים, כוח משיכה שונה

המַעֲרֶכֶת הַשֶׁמֶשׁקיים רק בגלל שכוח המשיכה גרם להיווצרות גזים לפני מיליארדי שניםהתקבצו יחד ליצירת השמש וכוכבי הלכת. בגלל המסות השונות שלהם, הם מתאמנים הרבהאטרקציות שונותמִתוֹך.

עַליוּפִּיטֶראתה, למשלכבד פי 2.5 מאשר על פני כדור הארץ- למרות שכנראה אפילו לא תשים לב לזה מכיוון שלענקית הגז אין משטח קשיח (תוכל לקרוא על מה שקורה כאן,כאשר אתה נופל על צדק). בגלל המסה העצומה של השמש, אתה מכביד עליהמִשׁטָחאפילו זהפי 274 ממשקלךעל פני כדור הארץ - אז תיאורטית לעולם לא צריך להיפטר מכל משקל עודף שם.

מסיבה זו הם יכלואסטרונאוטים של אפולועלארדמונדלקפוץ מסביב כל כך כיף - למרות שהציוד שלהם על הקרקעמעל 80 קילוגרםנשקל. שֶׁלוֹהמשיכה היא רק שישית אחתהאדמה. אז ההולכים על הירח היו צריכים רק להרגיש14 קילולִגרוֹר.

מדוע האסטרונאוטים ב-ISS ממשיכים להתרסק

• אסטרונאוטים לא סתם מרחפים באוויר ללא משקלתחנת החלל הבינלאומיתכי הם כל כך רחוקים מכדור הארץ. כוח המשיכה פנימה400 ק"מ גובהעדיין90 אחוז מאלה שעל פני כדור הארץ.
• במקום זאת, מבחינה פיזית, ה-ISS והצוות שלה מתרסקים לכדור הארץ,בלי להתרסק. הטריק: כי זה כל כך מהיר, למשל28,500 קמ"ש, הם נופלים בדיוקלאורך העקמומיות של כדור הארץ. חוסר המשקל של נוסעים בחלל הוא כמו אצניחה חופשית שלא נגמרתדרך הוואקום במהירות.
• אֵיזֶה:כּוֹחַ הַכּוֹבֶדהואבהתאם למרחקשני גופים - זה כבר יכול להימדד בטווח המטרים. לכן האטרקציה היא עלצד הפונה לאדמהה-ISS גדול יותר מזה שפונה הרחק מכדור הארץ.
• בהנחה שהם "עומדים על הקרקע", הם מצויריםרגליהם של אסטרונאוטים ISSלכן קצת לארץ, שלהםצאו לחלל.
• מעשי: הבדל זה פועל כמולוכד אבק. בטווח הארוך, הכל בתחנה בסופו של דבר על הרצפה או על התקרה.

פשוט חסר משקל: כך ניתן להערים על כוח הכבידה על פני כדור הארץ

• אבל כוח המשיכה יכול להיעשותלהערים היטב. כדי להיות חסר משקל, אתה פשוט צריך להיות במקום שבוכוח הכבידה של שתי מסות גדולות מתבטל.
• עם זאת, קל יותר לתת לעצמך ליפול איפשהו. הם לא עושים שום דבר אחרחלליות תייריםSpaceshipTwo undNewShepard. כשהם חוזרים מאוקום החלל אל האַטמוֹספֵרָההאסטרונאוטים החובבים מרגישים שהם נופליםחוסר משקל.
• לכן מדענים מנהלים אחד בברמןמגדל בגובה 146 מטר, שממנו הם יכולים לשאוב את האוויר החוצה. אם לאחר מכן אתה נותן למיכל ליפול לתחתית המגדל דרך הוואקום, אתה יכול לאחסן עד כתשע שניות של ניסויים בחוסר משקללְבַצֵעַ.
• אם אתה רוצה שזה יהיה פשוט יותר, פשוט קפוץ סיבובטרַמפּוֹלִינָה. אם אתה מגיע לגובה הקפיצה המקסימלי, אתה בערךחסר משקל לשנייה. אניני טעם ומעריצים שלרכבות הריםלקרוא לזה"זמן אוויר".

כוח משיכה מלאכותי: רק טריק קרנבל

כוח משיכה אמיתי לא יכול להיווצר באופן מלאכותי, אבל אפשר לזייף. אולי אתה מכיר את העיקרוןקרוסלות רוטור, שבו כוח צנטריפוגלי מדביק אותך לקיר.

טייסיםמצד שני, בדקו את הכושר שלהם בצורה דומהצנטריפוגות. בהתאם למהירות הסיבוב, הם גם מדברים על"ג", כלומר המידה עבור העוצמת הכבידה הארצית.

מקומות של שיווי משקל: נקודות לגרנז'

האתה לא יכול לברוח מכוח הכבידה, כי זה נראה רחוק לאין שיעור. עם זאת, אפשר לרמות אותה. במערכת השמש ישחמש "נקודות לגראנג'", שבו כוח המשיכה של כדור הארץ, השמש ומונדלבטל אחד את השני.

מדענים אוהבים להציב טלסקופי חלל כמו זה בנקודות אלהג'יימס וובואוקלידספוןנאס"אוESA. שם אתה יכולהרמוניה עם כדור הארץ השמשמסלול מבלי שאף אחד מגרמי השמיים מושך אותם לעבר עצמם.

שאלות נפוצות על כוח הכבידה

זה עשוי לעניין אותך גם

עוד חדשות וסרטונים