"Det får tingene til at falde," svarer børn måske, hvis du spørger, hvad tyngdekraften gør. De har måske lidt mere problemer med at fortælle dig, hvad denne gådefulde kraft faktisk er. Forskere forstår det heller ikke fuldt ud, men i enkle vendinger er tyngdekraften en usynlig tiltrækkende kraft, der får genstande til at bevæge sig mod hinanden. Voyager 1, der blev lanceret i 1977, har dog undgået jordens tyngdekraft og er et synligt bevis på, at det, der går op, ikke nødvendigvis behøver at komme ned igen.
Masse vs. Vægt
Hvert objekt har masse, en grundlæggende egenskab, der måler mængden af stof, objektet besidder. Medmindre et objekt nærmer sig lysets hastighed, ændres dets masse ikke. Når en genstands masse stiger, øges dens tyngdekraft.
Derfor har meget store genstande, såsom planeten Jupiter, en større tyngdekraft end månen, som er en meget mindre himmellegeme. Fortæl børn, at de vejer mere på Jorden, end de ville på månen på grund af forskellene i tyngdekraften mellem disse to objekter.
Bemærk, at tæthed også kan spille en rolle i din vægt på en anden planet. Hvis planeten er mindre tæt, kan du ikke komme så tæt på den samlede tyngdekraft af hele dens masse. Tag for eksempel Saturn. På trods af at Saturns masse er næsten 100 gange så stor som Jordens, ville din vægt på Saturn være næsten den samme som den er på din hjemmeplanet. Dette skyldes, at densiteten af Saturn er mindre end densiteten af vand.
Lim, der binder solsystemet
Planeter kan se ud som små, blinkende stjerner for børn, selvom de er store objekter, der bevæger sig gennem rummet under indflydelse af tyngdekraften. Oplys børn ved at vise dem en skalamodel af solsystemet eller et billede af en der har solen i centrum.
Tal om, hvordan denne stjernes massive tyngdekraft trækker planeterne mod den, selvom de aldrig falder i solen. Kroppe i et solsystem forbliver i kredsløb på grund af deres bevægelse omkring deres stjerne. Hvis solen pludselig forsvandt, ville Jorden og de andre planeter flyve ud i rummet i forskellige retninger uden solens tyngdekraft for at holde dem.
Jordens tyngdekraft: En formidabel kraft
Bring diskussionen om kredsløb og tyngdekraft tættere på hjemmet ved at beskrive, hvordan satellitter kredser om Jorden, som Jorden og dets søsterplaneter kredser om solen. Fordi Jorden er stor og har masse, har den et stærkt tyngdefelt, der får genstande til at falde mod centrum på samme måde som et løsrevet æble styrter ned fra jorden fra et træ.
Den internationale rumstation - som barnet måske har set på tv - er et populært eksempel på en genstand, der bevæger sig hurtigt rundt om planeten, mens den falder på samme tid. Månen er en anden krop, der falder omkring Jorden cirka hver 27. dag. Det er tyngdekraften sammen med solens træk på jordens farvande, der får tidevand til at forekomme.
Mysteriet om den kredsende satellit forklaret
Hvis Jordens tyngdekraft trækker genstande mod den, ville du tro, at du ville se planeter køre ind i solen, og satellitter styrtede ned til Jorden. Det sker ikke, fordi genstande i kredsløb bevæger sig hurtigt nok vinkelret på planeten til at "falde rundt" om kroppen, de kredser om.
Hjælp et barn med at forstå dette vigtige koncept ved at bede ham om at dreje noget rundt om hovedet på en streng. Strengen - tyngdekraften - trækker objektet mod barnet, mens objektets fremadgående bevægelse - eller hastighed - trækker det udad og forhindrer det i at blive trukket helt indad af strengen. Bed barnet om at stoppe med at dreje genstanden og bemærk hvordan objektet til sidst bremses og falder uden fremadgående bevægelse.
Tyngdekraften forklaret for børn
Sir Issac Newton, en strålende videnskabsmand, opdagede mange vigtige ting om tyngdekraften og bevægelsen. For eksempel fandt han, at tyngdekraften mellem to objekter er omvendt proportional med kvadratet for afstandene mellem deres centre. Med andre ord, hvis et barn står på toppen af Mount Everest, er tyngdekraften mellem hende og jordens centrum mindre end når hun står på jorden.
Meget følsomme skalaer kan registrere små forskelle i vægt mellem et objekt, der bevæger sig mellem to forskellige højder. Objekter accelererer også med konstant hastighed, når de falder ned mod jorden. Når et barn taber et objekt fra en høj bygning, øger det hastigheden, når hvert sekund går.