«Κάνει τα πράγματα να πέσουν», τα παιδιά μπορεί να απαντήσουν αν ρωτήσετε τι κάνει η βαρύτητα. Μπορεί να έχουν λίγο μεγαλύτερο πρόβλημα να σας πουν ποια είναι αυτή η αινιγματική δύναμη. Οι επιστήμονες δεν το καταλαβαίνουν πλήρως, αλλά με απλούς όρους, η βαρύτητα είναι μια αόρατη ελκυστική δύναμη που κάνει τα αντικείμενα να κινούνται το ένα προς το άλλο. Ωστόσο, το Voyager 1, που κυκλοφόρησε το 1977, έχει ξεφύγει από τη βαρυτική έλξη της γης και είναι ορατή απόδειξη ότι αυτό που ανεβαίνει δεν πρέπει απαραίτητα να επιστρέψει.
Μάζα εναντίον Βάρος
Κάθε αντικείμενο έχει μάζα, μια βασική ιδιότητα που μετρά την ποσότητα της ύλης που διαθέτει το αντικείμενο. Εκτός αν ένα αντικείμενο προσεγγίσει την ταχύτητα του φωτός, η μάζα του δεν αλλάζει. Καθώς αυξάνεται η μάζα ενός αντικειμένου, το ίδιο κάνει και η βαρυτική του έλξη.
Γι 'αυτό πολύ μεγάλα αντικείμενα, όπως ο πλανήτης Δίας, έχουν μεγαλύτερη βαρυτική έλξη από το φεγγάρι, το οποίο είναι ένα πολύ μικρότερο ουράνιο σώμα. Πείτε στα παιδιά ότι ζυγίζουν περισσότερο στη Γη από ό, τι στο φεγγάρι λόγω των διαφορών στη βαρύτητα αυτών των δύο αντικειμένων.
Σημειώστε ότι η πυκνότητα μπορεί επίσης να παίξει ρόλο στο βάρος σας σε διαφορετικό πλανήτη. Εάν ο πλανήτης είναι λιγότερο πυκνός, τότε δεν μπορείτε να φτάσετε τόσο κοντά στη συνολική βαρυτική έλξη όλης της μάζας του. Πάρτε για παράδειγμα τον Κρόνο. Παρά το γεγονός ότι η μάζα του Κρόνου είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερη από τη Γη, το βάρος σας στον Κρόνο θα ήταν σχεδόν το ίδιο με αυτό στον πλανήτη σας. Αυτό συμβαίνει επειδή η πυκνότητα του Κρόνου είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού.
Κόλλα που δεσμεύει το ηλιακό σύστημα
Οι πλανήτες μπορεί να μοιάζουν με μικροσκοπικά αστραφτερά αστέρια στα παιδιά, παρόλο που είναι μεγάλα αντικείμενα που κινούνται μέσω του χώρου υπό την επίδραση της βαρύτητας. Φωτίστε τα παιδιά δείχνοντάς τους ένα μοντέλο κλίμακας του ηλιακού συστήματος ή μια εικόνα ενός που έχει τον ήλιο στο κέντρο του.
Μιλήστε για το πώς η τεράστια βαρυτική έλξη αυτού του αστεριού προσελκύει τους πλανήτες προς αυτό, παρόλο που δεν πέφτουν ποτέ στον ήλιο. Τα σώματα σε ένα ηλιακό σύστημα παραμένουν σε τροχιά λόγω της κίνησης γύρω από το αστέρι τους. Εάν ο ήλιος εξαφανίστηκε ξαφνικά, η Γη και οι άλλοι πλανήτες θα πετάξουν στο διάστημα σε διαφορετικές κατευθύνσεις χωρίς τη βαρύτητα του ήλιου να τους κρατήσει.
Η βαρύτητα της Γης: Μια τρομερή δύναμη
Φέρτε τη συζήτηση για τροχιές και βαρύτητα πιο κοντά στο σπίτι, περιγράφοντας πώς οι δορυφόροι περιστρέφονται γύρω από τη Γη με τον τρόπο που η Γη και οι αδελφοί πλανήτες της περιβάλλουν τον ήλιο. Επειδή η Γη είναι μεγάλη και έχει μάζα, έχει ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο που αναγκάζει τα αντικείμενα να πέσουν στο κέντρο της με τον ίδιο τρόπο που ένα αποσπασμένο μήλο πέφτει στο έδαφος από ένα δέντρο.
Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός - τον οποίο μπορεί να έχει δει το παιδί στην τηλεόραση - είναι ένα δημοφιλές παράδειγμα ενός αντικειμένου που κινείται γρήγορα γύρω από τον πλανήτη ενώ πέφτει ταυτόχρονα. Το φεγγάρι είναι ένα άλλο σώμα που πέφτει γύρω από τη Γη περίπου κάθε 27 ημέρες. Είναι η βαρύτητα μαζί με τις τράβηξεις του ήλιου στα νερά της γης προκαλώντας παλίρροιες.
Το μυστήριο του δορυφόρου σε τροχιά εξηγείται
Εάν η βαρύτητα της Γης τραβάει αντικείμενα προς αυτήν, θα νομίζατε ότι θα δείτε πλανήτες να σκύβουν στον ήλιο και οι δορυφόροι να πέφτουν στη Γη. Αυτό δεν συμβαίνει επειδή αντικείμενα σε τροχιά κινούνται αρκετά γρήγορα σε ορθή γωνία προς τον πλανήτη για να "πέσουν" στο σώμα που περιστρέφονται.
Βοηθήστε ένα παιδί να κατανοήσει αυτήν τη σημαντική ιδέα ζητώντας του να γυρίσει κάτι γύρω από το κεφάλι του σε μια χορδή. Η συμβολοσειρά - βαρύτητα - τραβά το αντικείμενο προς το παιδί ενώ η κίνηση προς τα εμπρός του αντικειμένου - ή η ταχύτητα - το τραβά προς τα έξω και το εμποδίζει να τραβηχτεί προς τα μέσα από τη συμβολοσειρά. Ζητήστε από το παιδί να σταματήσει να περιστρέφει το αντικείμενο και σημειώστε πώς, χωρίς κίνηση προς τα εμπρός, το αντικείμενο τελικά επιβραδύνεται και πέφτει.
Η βαρύτητα εξηγείται για παιδιά
Ο Sir Issac Newton, ένας λαμπρός επιστήμονας, ανακάλυψε πολλά σημαντικά πράγματα για τη βαρύτητα και την κίνηση. Για παράδειγμα, διαπίστωσε ότι η βαρυτική δύναμη μεταξύ δύο αντικειμένων είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο των αποστάσεων μεταξύ των κέντρων τους. Με άλλα λόγια, εάν ένα παιδί στέκεται στην κορυφή του όρους Έβερεστ, η βαρυτική έλξη μεταξύ της και του κέντρου της γης είναι μικρότερη από ό, τι όταν στέκεται στο έδαφος.
Οι εξαιρετικά ευαίσθητες κλίμακες μπορούν να ανιχνεύσουν ελάχιστες διαφορές βάρους μεταξύ ενός αντικειμένου που κινείται μεταξύ δύο διαφορετικών υψομέτρων. Τα αντικείμενα επιταχύνονται επίσης με σταθερό ρυθμό όταν πέφτουν προς τη γη. Όταν ένα παιδί ρίχνει ένα αντικείμενο από ένα ψηλό κτίριο, αυξάνει την ταχύτητά του καθώς κάθε δευτερόλεπτο περνά.