Av Kevin Lee, uppdaterad 24 mar 2022
När du frågar ett barn vad gravitation gör, kommer de flesta att säga att det får saker att falla. För att hjälpa dem att förstå den osynliga kraften som drar ihop allt kommer vi att dela upp konceptet i vardagliga idéer och beprövad vetenskap.
Varje föremål har en massa -mängden materia den innehåller. Massan förändras aldrig om inte föremålet rör sig nära ljusets hastighet. Ju mer massa ett föremål har, desto starkare är dess gravitationskraft. Det är därför Jupiter, den största planeten, drar hårdare på omgivande kroppar än vad den lilla månen gör.
Vikt är den kraft du känner när ett föremål dras mot en planet. Eftersom jordens gravitation är starkare än månens, väger du mer här än du skulle göra på månens yta. Densiteten spelar också roll:Saturnus är nästan 100 gånger tyngre än jorden, men eftersom den till stor del är gas och har en lägre densitet, skulle en person väga ungefär lika mycket på Saturnus som på jorden.
Visa en skalenlig modell av solsystemet och peka ut solen i dess centrum. Förklara att solens enorma massa skapar ett kraftfullt gravitationsfält som håller planeterna i omloppsbana. Om solen skulle försvinna, skulle planeterna driva iväg i raka linjer istället för att förbli bundna av gravitationen.
Beskriv hur satelliter kretsar runt jorden precis som jorden kretsar runt solen. Den internationella rymdstationen kretsar omkring 400 km över ytan och "faller" ständigt mot jorden medan dess hastighet framåt hindrar den från att krascha. Månen följer en liknande väg, fullbordar en 27-dagars bana och bidrar till havsvatten genom sin egen gravitationskraft.
Tyngdkraften drar föremål mot jorden, men föremål i omloppsbana rör sig också i sidled med hög hastighet. Tänk på att snurra en leksak runt huvudet på ett snöre:snöret drar leksaken inåt, medan leksakens framåtrörelse hindrar den från att falla rakt in. Om du slutar snurra kommer leksaken så småningom att falla. Denna balans mellan "drag" och "hastighet" förklarar varför satelliter stannar i omloppsbana.
Sir Isaac Newton visade att gravitationskraften mellan två massor är omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan deras centra:F = G·(m₁m₂)/r² . När ett barn klättrar Mount Everest ökar avståndet till jordens centrum, vilket minskar gravitationen något; känsliga vågar kan upptäcka denna minutförändring.
Släpp en liten boll från en hög byggnad och se den accelerera med 9,8 m/s². Denna konstanta accelerationshastighet visar att alla föremål faller med samma hastighet när luftmotståndet är försumbart.
Slutligen, kom ihåg att Voyager 1 – som lanserades 1977 – redan har undkommit jordens gravitationskraft och färdats bortom vårt solsystem. Det är ett påtagligt exempel på att föremål kan lämna en planets gravitation under rätt förhållanden.
