Kuinka selittää painovoima lapselle

"Se saa asiat putoamaan", lapset voivat vastata, jos kysyt, mitä painovoima tekee. Heillä saattaa olla hieman enemmän vaikeuksia kertoa sinulle, mikä tämä arvoituksellinen voima todella on. Tutkijat eivät myöskään ymmärrä sitä täysin, mutta yksinkertaisesti sanottuna painovoima on näkymätön vetovoima, joka saa esineet liikkumaan toisiaan kohti. Vuonna 1977 lanseerattu Voyager 1 on kuitenkin päässyt maan painovoimasta ja on näkyvä todiste siitä, että nousevan ei tarvitse välttämättä palata takaisin.

Jokaisella esineellä on massa, perusominaisuus, joka mittaa esineellä olevan aineen määrää. Ellei esine lähesty valon nopeutta, sen massa ei muutu. Kun kohteen massa kasvaa, niin myös sen painovoima kasvaa.

Siksi hyvin suurilla esineillä, kuten Jupiter-planeetalla, on suurempi painovoima kuin Kuulla, joka on paljon pienempi taivaankappale. Kerro lapsille, että he painavat maapallolla enemmän kuin kuulla näiden kahden kohteen painovoimaerojen vuoksi.

Huomaa, että tiheydellä voi olla merkitystä myös painossasi eri planeetalla. Jos planeetta on vähemmän tiheä, et voi päästä niin lähelle sen massan kokonaispainovoimaa. Otetaan esimerkiksi Saturnus. Huolimatta siitä, että Saturnuksen massa on melkein sata kertaa maapallon massa, painosi Saturnuksella olisi melkein sama kuin se on koti planeetallasi. Tämä johtuu siitä, että Saturnuksen tiheys on pienempi kuin veden tiheys.

Planeetat voivat näyttää lapsilta pieniltä, ​​tuikkivilta tähdiltä, ​​vaikka ne ovat suuria esineitä, jotka liikkuvat avaruudessa painovoiman vaikutuksesta. Valaise lapsia näyttämällä heille aurinkokunnan pienoismalli tai kuva, jonka keskellä on aurinko.

Keskustele siitä, kuinka tämän tähden massiivinen painovoima vetää planeettoja sitä kohti, vaikka ne eivät koskaan putoa aurinkoon. Aurinkokunnan rungot pysyvät kiertoradalla tähtensä ympäri liikkumisensa vuoksi. Jos aurinko katoaisi yhtäkkiä, maa ja muut planeetat lentäisivät avaruuteen eri suuntiin ilman, että auringon painovoima pitäisi niitä.

Tuo keskustelu kiertoradoista ja painovoimasta lähemmäksi kotia kuvaamalla kuinka satelliitit kiertävät maata samalla tavalla kuin maapallo ja sen sisarplaneetat kiertävät aurinkoa. Koska maapallo on suuri ja sillä on massaa, sillä on vahva painovoimakenttä, joka saa esineet putoamaan kohti sen keskiosaa samalla tavalla kuin irrotettu omena putoaa maahan puusta.

Kansainvälinen avaruusasema - jonka lapsi on saattanut nähdä televisiossa - on yksi suosittu esimerkki esineestä, joka liikkuu nopeasti ympäri planeettaa samalla kun se putoaa. Kuu on toinen ruumis, joka putoaa ympäri maata noin 27 päivän välein. Se on painovoima yhdessä auringon vetovoiman kanssa maavesillä aiheuttaen vuorovesiä.

Jos maapallon painovoima vetää esineitä sitä kohti, luulisi voivasi nähdä, kuinka planeetat aurinkoivat aurinkoon ja satelliitit putoavat maahan. Sitä ei tapahdu, koska kiertoradalla olevat kohteet liikkuvat riittävän nopeasti kohtisuorassa planeettaa kohtaan "putoamaan" kiertävän kehon ympärille.

Auta lasta ymmärtämään tämä tärkeä käsite pyytämällä häntä pyörittämään jotain päänsä ympärillä narulla. Merkkijono - painovoima - vetää esineen lasta kohti, kun kohteen eteenpäin suuntautuva liike - tai nopeus - vetää sitä ulospäin ja estää sitä, että merkkijono vetää sitä kokonaan sisäänpäin. Pyydä lasta lopettamaan esineen pyöriminen ja huomioi, kuinka esine lopulta hidastuu ja putoaa ilman eteenpäin suuntautuvaa liikettä.

Sir Issac Newton, loistava tutkija, löysi monia tärkeitä asioita painovoimasta ja liikkeestä. Hän esimerkiksi huomasi, että kahden kohteen välinen painovoima on kääntäen verrannollinen niiden keskipisteiden välisten neliöiden neliöön. Toisin sanoen, jos lapsi seisoo Mount Everestin päällä, hänen ja maan keskipisteen välinen painovoima on pienempi kuin silloin, kun hän seisoo maassa.

Erittäin herkät asteikot voivat havaita pienet painoerot kahden eri korkeuden välillä liikkuvan kohteen välillä. Esineet kiihtyvät myös tasaisella nopeudella, kun ne putoavat kohti maata. Kun lapsi pudottaa kohteen korkeasta rakennuksesta, se lisää nopeuttaan joka sekunti kuluu.