כיצד להסביר את כוח המשיכה לילד

"זה גורם לדברים ליפול," ילדים עשויים לענות אם תשאלו מה הכבידה עושה. יתכן שהם יתקשו קצת יותר לספר לך מהו בעצם הכוח האניגמטי הזה. גם מדענים לא מבינים זאת לחלוטין, אך במילים פשוטות, כוח המשיכה הוא כוח מושך בלתי נראה הגורם לאובייקטים לנוע זה לזה. עם זאת, וויאג'ר 1, שהושק בשנת 1977, נמלט מכוח המשיכה של כדור הארץ והוא הוכחה גלויה לכך שמה שעולה לא בהכרח צריך לרדת חזרה.

לכל אובייקט יש מסה, תכונה בסיסית המודדת את כמות החומר שיש לאובייקט. אלא אם כן אובייקט מתקרב למהירות האור, מסתו אינו משתנה. ככל שמסת האובייקט גוברת, כך המשיכה הכבידה שלו גדלה.

לכן לאובייקטים גדולים מאוד, כמו כוכב הלכת צדק, יש כוח משיכה גדול יותר מאשר הירח, שהוא גוף שמימי קטן בהרבה. תגיד לילדים שהם שוקלים יותר על כדור הארץ מאשר על הירח בגלל הבדלי הכבידה של שני האובייקטים האלה.

שים לב כי צפיפות יכולה גם לשחק תפקיד במשקל שלך על כוכב לכת אחר. אם כוכב הלכת פחות צפוף, אז אתה לא יכול להתקרב למשיכת הכבידה הכוללת של כל המסה שלו. קח למשל את שבתאי. למרות העובדה שהמסה של שבתאי כמעט פי 100 מזו של כדור הארץ, המשקל שלך על שבתאי יהיה כמעט זהה לזה שהוא נמצא בכוכב הבית שלך. הסיבה לכך היא שצפיפות שבתאי קטנה מצפיפות המים.

כוכבי הלכת עשויים להיראות לילדים כמו כוכבים זעירים ומנצנצים, למרות שהם עצמים גדולים הנעים בחלל בהשפעת כוח הכבידה. להאיר את הילדים על ידי הצגתם מודל בקנה מידה של מערכת השמש או תמונה של אחד שמרכזה את השמש.

שוחח על איך משיכת הכבידה המסיבית של הכוכב הזה מושכת את כוכבי הלכת אליו, למרות שהם לעולם לא נופלים לשמש. גופים במערכת שמש נותרים במסלול בגלל תנועתם סביב הכוכב שלהם. אם השמש תיעלם לפתע, כדור הארץ וכוכבי הלכת האחרים היו עפים לחלל לכיוונים שונים בלי כוח המשיכה של השמש להחזיק אותם.

קירב את הדיון במסלולים וכוח המשיכה לבית על ידי תיאור האופן בו לוויינים מקיפים את כדור הארץ באופן שבו כדור הארץ וכוכבי לכת אחותו מקיפים את השמש. מכיוון שכדור הארץ הוא גדול ובעל מסה, יש לו שדה כוח משיכה חזק שגורם לחפצים ליפול לכיוון מרכזו באותו אופן שבו תפוח מנותק צונח לקרקע מעץ.

תחנת החלל הבינלאומית - אותה ראה הילד אולי בטלוויזיה - היא דוגמה פופולרית אחת לחפץ שנע במהירות סביב כדור הארץ תוך נפילה בו זמנית. הירח הוא גוף נוסף הנופל סביב כדור הארץ בערך כל 27 יום. כוח הכבידה יחד עם משיכות השמש על מי כדור הארץ גורמים להתרחשות גאות ושפל.

אם כוח המשיכה של כדור הארץ מושך אליו עצמים, הייתם חושבים שתראו כוכבי לכת דואגים לשמש ולוויינים צונחים לכדור הארץ. זה לא קורה מכיוון שאובייקטים במסלול נעים מהר מספיק בזווית ישרה לכדור הארץ כדי "ליפול" בגוף שהם מקיפים.

עזור לילד להבין את המושג החשוב הזה על ידי בקש ממנו לסובב משהו סביב ראשו על חוט. המיתר - כוח המשיכה - מושך את האובייקט לעבר הילד בעוד תנועת האובייקט קדימה - או המהירות - מושכת אותו החוצה ושומרת שהוא לא יימשך עד החוצה על ידי המיתר. בקש מהילד להפסיק לסובב את האובייקט ושים לב כיצד, ללא תנועה קדימה, האובייקט מאט ונופל בסופו של דבר.

סר איסק ניוטון, מדען מבריק, גילה דברים חשובים רבים על כוח המשיכה והתנועה. למשל, הוא מצא שכוח הכבידה בין שני עצמים הוא ביחס הפוך לריבוע המרחקים שבין מרכזיהם. במילים אחרות, אם ילד עומד בראש הר האוורסט, משיכת הכבידה בינה לבין מרכז כדור הארץ היא פחותה מזו שהיא עומדת על הקרקע.

מאזניים רגישים מאוד יכולים לזהות הבדלי משקל זעירים בין אובייקט הנע בין שני גבהים שונים. אובייקטים מואצים גם בקצב קבוע כאשר הם נופלים לכיוון האדמה. כאשר ילד מפיל חפץ מבניין גבוה, הוא מגביר את מהירותו כשכל שנייה חולפת.