Mergând în cosmos, pot deveni mai înalt?

Se spune  că în spaţiul cosmic astronauţii pot deveni cu 5 cm mai înalţi, coloana lor vertebrală întinzându-se din cauza lipsei gravitaţiei. Termenul “gravitaţie” mă duce cu gândul la Newton.

Când spunem Isaac Newton, fireşte, ne gândim la gravitaţie şi la atracţia universală. Numele lui este purtat de unitatea de măsură a forţei, iar descoperirile sale  l-au aşezat printre personalităţile marcante ale ştiinţei.

Dar câţi dintre noi ştim cum era Isaac în copilărie?  Un copil rebel şi neastâmpărat, care găsea permanent motiv de ceartă , dar mai ales de bătaie. Asta pâna într-o zi, când provocându-l pe cel mai bun la învăţătură coleg al său, acesta a refuzat, cerându-i să se măsoare în cunoştinţe şi nu în pumni. Dornic de a ieşi învingător, Newton( figura 1 ) s-a apucat de studiat, ajungând primul în clasa lui. Şi iată, cum prin muncă, perseverenţă şi ambiţie , este, peste veacuri,  unul dintre cei mai renumiţi oameni ai lumii.

g1
figura 1

A intrat  în istorie legenda potrivit căreia, Newton , stând sub  un măr, observa cum  fructele cădeau una câte una, la fiecare rafală mai puternică de vânt  ( figura 2 ). Se pare că acesta a fost cadrul care l-a inspirat în descoperirea  LEGII ATRACŢIEI UNIVERSALE.

g2
figura 2

Legea se enunţa astfel: două corpuri punctiforme de masă m1 și m2 se atrag reciproc printr-o forță direct proporțională cu produsul maselor corpurilor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele, orientată pe direcția dreptei ce unește centrele de greutate ale celor două corpuri.  Mai simplu, Newton  a arătat că între  toate corpurile din Univers (  un bob de grâu, o stâncă sau o planetă ) există forţe de atracţie reciprocă.

În urma acestei descoperiri s-a stabilit că o mulţime de fenomene – căderea liberă a corpurilor pe Pământ, mişcările Lunii, mareele- sunt manifestări ale legii atracţiei universale.

#Şi cu toate acestea, nimeni nu a observat niciodată că obiectele care ne înconjoară se atrag unul pe altul. De ce nu vedem  cum se atrag masa cu scaunul, caietul cu cartea sau lingura cu farfuria?

Deoarece în cazul obiectelor mici, forţa de atracţie este foarte mică  să poată fi sesizată.  De exemplu, doi oameni aflaţi la o distanţă de 2 metri se atrag reciproc cu aceeaşi forţă  cu care un corp de 1/ 100 miligrame  apasă pe talerul unei balanţe. O masă  atât de mică nu poate dezechilibra decât o balanţă analitică, utilizată în laboratoare ştiinţifice. O astfel de forţă nu poate face oamenii să se mişte, deplasarea lor fiind împiedicată  de forţa de frecare dintre tălpi şi podea.  ( Pentru a se mişca pe o podea din lemn, forţa de frecare dintre corp şi suprafaţă este egală cu 30% din greutatea corpului)  .Dacă nu ar exista frecare, cei doi oameni s-ar apropia cu 3 centimetri în prima ora, cu încă 9 cm în a doua, apropiindu-se complet după cel puţin 5 ore.

#Forţa de atracţie, neglijabilă în cazul corpurilor mici, devine apreciabilă în cazul corpurilor cereşti. Pe legea atracţiei universale se bazează stabilitatea sistemului nostru solar. Planetele se mişcă pe traiectorii circulare , determinate de forţa de atracţie exercitată de Soare asupra lor ( figura 3). Planetele  manifestă forţe de atracţie între ele, dar acestea sunt neglijabile comparativ cu forţa de atracţie a Soarelui. De exemplu, Neptun, care este foarte îndepartată de Pământ, exercită o atracţie asupra acestuia, echivalentă cu forţa exercitată de 18 000 000 de tone.

g3
figura 3

#Dacă forţa de atracţie solară  ar dispărea, Pământul s-ar pierde în spaţiul cosmic. Imaginându-ne  nişte cabluri care leagă Pământul de Soare,pentru a-l menţine pe orbită, ce proprietăţi ar trebui să aibă acestea?

Cablurile  ar trebui să fie din oţel , pentru că oţelul  rezistă la o forţă de tracţiune de 100 kg/ mm2 . În tehnică se foloseşte unitatea de măsură  kilogram-forţă                 ( 1kgf=9,8N)
Diametrul cablului -5m, suprafaţa secţiunii = 20 000 000mm2 .
Acest cablu se rupe la o solicitare de 2 000 000 tone.
Legarea Pământului de Soare s-ar face cu un milion de milioane de astfel de cabluri.
Distanţa  dintre două cabluri ar depăşi doar cu puţin 5 metri.

# Newton  a explicat mareele ca fiind produse de diferența dintre atracțiile Lunii, a întregului Pământ  pe de  o parte și a masei învelișului de apă pe de altă parte. Prin maree (flux și reflux) se înțelege o oscilație periodică a nivelului mării sau oceanului, în raport cu o poziție medie, datorită forței de atracție combinate a Lunii și a Soarelui.

De un lucru nimeni nu se îndoieşte, de faptul caă Pământul atrage toate corpurile existente pe el. Această proprietate este numitaă GRAVITAŢIE, iar forţa cu care este atras fiecare corp aflat în campul gravitaţional al planetei , se numeşte GREUTATEA CORPULUI ( figura 4 ).

Referitor la gravitaţie, în primul meu an de învăţământ, când am predat aceasta temă, am luat în mână un creion şi apoi l-am scăpat pe jos, întrebându-i pe elevi, de ce creionul cade pe sol şi nu se deplasează  în sus sau lateral. Ei au râs şi au spus  miraţi: „ Cum aşa, doamnă?” Li se părea atât de firesc faptul că toate corpurile fără sprijin cad pe pământ, încât întrebarea mea părea a unui extraterestru.

Da, viaţa ne-a arătat acest lucru în fiecare moment, încât dacă  ar fi altfel,  ne-am mira. Dar când nu ai încă trei  ani, se schimbă puţin situaţia.  Fiica mea a probat pe propria piele forţa de atracţie a Pământului. Jucându-se cu pietricele şi aruncându-le în sus,  una dintre ele a lovit-o. Plângea şi îmi arăta spre cer. Nedumerită, am întrebat-o cu ce s-a jucat. M-am luminat abia când am aflat ce făcuse. Am repetat aruncarea , ferindu-ne din calea pietrei. De atunci, se juca frecvent aruncând pietricele în sus, dar de fiecare dată se amuza, alergând din calea lor. Nu înţelegea  ce se întâmplă, dar ştia să se apere în faţa fenomenului. Aşa cum nu înţelegea de ce urzica te înţeapă, dând vina pe un gândăcel care i-a provocat durerea sau de ce copacii aleargă pe lângă maşina aflată în mers. Pentru copii , fiecare descoperire este fascinantă , şi cu cât li se explică mai multe fenomene , cu atât devin mai curioşi.

Greutatea corpului are următoarele caracteristici:

a.)-valoarea numerică se află aplicând formula   F = mg

m- masa corpului

g- acceleraţia gravitaţională

b) – unitatea de măsură: N- Newton;

c)- direcţie: verticală;

d)- sens: de sus în jos, spre centrul Pământului;

e) – instrument de măsură: dinamometrul

g4
figura 4

Care este valoarea  normală a acceleraţiei gravitaţionale?  Valoarea lui g la suprafaţa Pământului , variază:

  • se micşorează când se trece de la pol la ecuator, deoarece, planeta  nefiind o sferă, corpul aflat la pol se găseşte mai aproape de centrul Pământului , iar forţa gravitaţională este micşorată de forţa centrifugă ;
  • se micşorează cu creşterea înălţimii la care se află corpul faţă de Pământ ( cu cât distanţa faţă de centrul acestuia este mai mare, cu atât g este mai mic);
  • neomogenitatea distribuţiei masei substanţei ( dacă se măsoară  g pe vârful unui munte sau într-un avion aflat la aceeaşi înălţime, valorile obţinute sunt diferite).

La Ecuator, g = 9,78N/kg

La Pol, g = 9,83 N/kg

Valoarea acceleraţiei gravitaţionale normale, măsurată la 45 grade latitudine şi la nivelul mării, este 9,8 N/kg.

#Măsurarea lui g poate da informaţii despre structura scoarţei terestre. Minereurile grele trebuie căutate în locuri unde acceleraţia gravitaţională este maximă, iar zăcămintele de sare se descoperă după valoarea mai redusă a acesteia. Aşa pot fi descoperite şi resursele de petrol, situate sub cele de sare.

#In viaţa de zi cu zi oamenii confundă adesea masa corpului cu greautatea acestuia. Suntem întrebaţi ce greutate avem, aşteptându-se de la noi o valoare însoţită de „kilograme”. Întrebarea corectă ar fi: „Ce masă aveţi?”

# De ce atmosfera nu se împrăştie în spaţiul interstelar?

Între stratul de aer  şi Pământ se exercită forţe de atracţie gravitaţională, ca între orice alt corp şi Pământ.

#  Masa unui sac cu mere ,situat pe Lună este diferită de masa  acestuia pe Pământ? Dar greutatea lui?

Masa corpului reprezintă cantitatea de substanţă din care este alcătuit corpul, deci aceasta are aceeaşi valoare atât pe Lună, cât şi pe Pământ. În schimb, greutatea diferă. Pământul fiind mai mare decât Luna, forţa cu care acesta  atrage sacul de mere este mai mare decât forţa de atracţie a Lunii. Greutatea sacului pe Pământ este mai mare decât greutatea lui pe Lună. Aşa se explică starea de imponderabilitate existentă pe Lună. ( Acesta va constitui subiectul unui viitor articol).

Pe Luna, g = 1,6N/kg

Pe Pământ, g= 9,8N/kg

# Ce se întâmplă cu un paraşutist în cădere?

Viteza paraşutistului în cădere ( figura 5 ) creşte în primele 12  secunde de la salt, când el parcurge 400- 500m şi  atinge  viteza de 50m/s. În cele 12s, rezistenţa aeruli creşte, după care, mişcarea devine uniformă până la deschiderea paraşutei. Paraşuta măreşte rezistenţa aerului, astfel încât omul coboară mai lin.

g5
figura 5

În acelaşi fel cad şi picăturile de ploaie, numai că perioada scursă până la viteză constantă, durează mai puţin de o secundă. Viteza finală a picăturii fiind de 2 -7 m/s.

# Păsările nu pot fi luate în spaţiu cosmic, deoarece au nevoie de gravitaţie pentru a înghiţi.

#Un ceas pendul, care este corect la nivelul mării, va pierde aproximativ 16 secunde în fiecare zi, dacă va fi mutat la o altitudine de 1 200 de metri.

# În timp ce  sar din copac, simt greutatea rucsacului pe care îl am în spate?

„Noi simţim o povară pe umerii noştri atunci când ne străduim să împiedicăm căderea ei. Dar dacă ne mişcăm în jos cu aceeaşi viteză ca şi povara aflata în spinarea noastră, atunci ea nu poate să ne apese. Este ca şi cum am vrea să lovim cu suliţa , fără a o lansa, pe cineva care aleargă în faţa noastră cu aceeaşi viteză cu care ne deplasăm şi noi”.  Aşa spunea Galilei, în sec .al XVII-lea, în lucrarea sa intitulată „Demonstraţii matematice privind două ramuri ale noii ştiinţe”.

În concluzie, dacă lăsăm poverile să treacă şi nu ne mai opunem lor, viaţa este mult mai uşoară!

 

 

16 thoughts on “Mergând în cosmos, pot deveni mai înalt?

  1. Am asteptat cu nerabdare acest articol si, ca de obicei, am ramas cu niste informatii interesante pe care le voi folosi cu siguranta! Este uimitor pentru mine cum reusiti sa combinati informatiile stiintifice cu amintiri si evenimente din viata de zi cu zi! Minunat articol, ca toate celelalte!

    Liked by 1 person

  2. Bine ati revenit dupa vacanta! Frumos ati povestit… Am aflat lucruri pe care nu le stiam, ca faptul ca nu se iau pasari pe ISS. Pana la urma astronautii sunt mai inalti in spatiu, nu? As vrea va rog ceva, dar nu gasesc casuta de contact, imi puteti trimite un email?

    Like

  3. O prietena mi-a recomandat aceste articole deoarece nu prea înțeleg ce ne preda profesoara noastră sica fiu sincera aceste articole chiar mă ajuta va mulțumesc 😊

    Like

  4. Waw , super interesant!!! Am citit cu atât entuziasm acest articol!!! Am învățat multe si am înțeles chestii pe care nu la dădeam de cap! Mulțumesc!😃

    Like

  5. Waw super interesant!!! Am citit cu atât entuziasm acest articol!!! Am aflat multe lucruri caraora nu le dădeam de cap si am învățat multe. Supe articol!!!😃

    Like

  6. Minunat mi am reparat telefonul si acum am revenit ☺️ Adevarul este ca acest articol ma facut sa cred ca sunt in spatiu si ca am mai crescut un pic😅 Dar nu cred ca am crescut in inaltime ci in cunostiinte ma bucur ca am avut norocul sa fiu eleva dumneavoasta❤️

    Like

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s