როგორ ავუხსნათ ბავშვს გრავიტაცია

”ეს ყველაფერი ჩავარდნის”, შეიძლება პასუხობდნენ ბავშვები, თუ იკითხავთ რას აკეთებს მიზიდულობა. მათ შეიძლება ცოტა მეტი პრობლემა ჰქონდეთ იმის სათქმელად, თუ რა არის ეს იდუმალი ძალა სინამდვილეში. მეცნიერებსაც ეს არ ესმით სრულად, მაგრამ მარტივი თვალსაზრისით, გრავიტაცია არის უხილავი მიმზიდველი ძალა, რომელიც იწვევს ობიექტების ერთმანეთისკენ გადაადგილებას. ამასთან, 1977 წელს გაშვებული Voyager 1 გადაურჩა დედამიწის გრავიტაციულ მიზიდულობას და თვალსაჩინო დასტურია იმისა, რომ რაც იზრდება, სულაც არ არის საჭირო უკან ჩამოწევა.

ყველა ობიექტს აქვს მასა, ძირითადი თვისება, რომელიც ზომავს ნივთიერების რაოდენობას. სანამ ობიექტი არ მიუახლოვდება სინათლის სიჩქარეს, მისი მასა არ იცვლება. ობიექტის მასის ზრდასთან ერთად იზრდება მისი გრავიტაციული მიზიდულობა.

სწორედ ამიტომ, ძალიან დიდ ობიექტებს, მაგალითად პლანეტას იუპიტერს, მეტი მიზიდულობა აქვთ, ვიდრე მთვარე, რომელიც გაცილებით მცირე ზომის ზეციური სხეულია. უთხარით ბავშვებს, რომ ისინი იწონიან დედამიწაზე უფრო მეტ წონას ვიდრე მთვარეზე ამ ორი ობიექტის სიმძიმის სხვაობის გამო.

გაითვალისწინეთ, რომ სიმკვრივემ ასევე შეიძლება გავლენა მოახდინოს თქვენს წონაში სხვა პლანეტაზე. თუ პლანეტა ნაკლებად მკვრივია, მაშინ თქვენ ვერ მიუახლოვდებით მისი მთელი მასის მთლიან გრავიტაციულ მიზიდვას. ავიღოთ მაგალითად სატურნი. მიუხედავად იმისა, რომ სატურნის მასა დედამიწის მასას თითქმის 100-ჯერ აღემატება, თქვენი წონა სატურნზე თითქმის იგივე იქნება, რაც თქვენს პლანეტაზე. ეს იმიტომ ხდება, რომ სატურნის სიმკვრივე ნაკლებია წყლის სიმკვრივეზე.

პლანეტები შეიძლება ბავშვებს პატარა, მოციმციმე ვარსკვლავად გამოიყურებოდეს, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი დიდი ობიექტები არიან, რომლებიც სიმძიმის გავლენის ქვეშ მოძრაობენ სივრცეში. გაანათეთ ბავშვები მზის სისტემის მასშტაბური მოდელის ან სურათის ჩვენებით, რომელსაც მზე აქვს მის ცენტრში.

ისაუბრეთ იმაზე, თუ როგორ მიიპყრობს ამ ვარსკვლავის მასიური გრავიტაციული პლანეტები მისკენ, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი არასოდეს ჩავარდებიან მზეზე. მზის სისტემის სხეულები რჩებიან ორბიტაზე მათი ვარსკვლავის გარშემო მოძრაობის გამო. მზე რომ მოულოდნელად გაქრეს, დედამიწა და სხვა პლანეტები სხვადასხვა მიმართულებით გაფრენენ კოსმოსში, მზის სიმძიმის გარეშე, რომ არ დაეჭიროთ ისინი.

ორბიტაზე და გრავიტაციაზე განხილვა სახლთან ახლოს მიიტანეთ იმის აღწერით, თუ როგორ ტრიალებენ თანამგზავრები დედამიწაზე ისე, როგორც დედამიწა და მისი და-პლანეტები მზეზე შემოდიან. იმის გამო, რომ დედამიწა დიდია და მასა, მას აქვს ძლიერი გრავიტაციული ველი, რაც იწვევს ობიექტების ცენტრისკენ ვარდნას ისე, როგორც განცალკევებული ვაშლი ხიდან მიედინება ხეზე.

საერთაშორისო კოსმოსური სადგური - რაც ბავშვმა შეიძლება ტელევიზორში ნახა - ერთ – ერთი პოპულარული მაგალითია იმ ობიექტისა, რომელიც სწრაფად მოძრაობს პლანეტის გარშემო, ამავე დროს დაცემის დროს. მთვარე კიდევ ერთი სხეულია, რომელიც დედამიწის გარშემო მოდის ყოველ 27 დღეში. ეს არის მიზიდულობა დედამიწის წყლებზე მზის მოზიდვასთან ერთად, რაც იწვევს ტალღებს.

თუ დედამიწის მიზიდულობამ ობიექტები მისკენ მიიზიდა, იფიქრებდით, რომ დაინახავდით პლანეტებს, რომლებიც მზეზე ზრუნავდნენ და თანამგზავრები დაეშვებოდნენ დედამიწაზე. ეს არ ხდება, რადგან ორბიტაზე მყოფი ობიექტები პლანეტის სწორი კუთხით საკმარისად სწრაფად მოძრაობენ, რათა ორბიტაზე მყოფი სხეულის გარშემო "ჩამოვარდნენ".

დაეხმარეთ ბავშვს გააცნობიეროს ეს მნიშვნელოვანი კონცეფცია, სთხოვეთ მას თავზე დაატრიალოს რაიმე სიმზე. სტრიქონი - სიმძიმე - ობიექტს ბავშვისკენ უბიძგებს, ხოლო ობიექტის წინ მოძრაობა - ან სიჩქარე - ის მიჰყავს მას გარედან და ხელს უშლის მას ძაფის შიგნითკენ. სთხოვეთ ბავშვს, შეწყვიტოს ობიექტის ტრიალი და აღნიშნოს, თუ როგორ მოძრაობს ობიექტი ნაბიჯით მოძრაობის გარეშე და ეცემა.

სერ ისააკ ნიუტონმა, ბრწყინვალე მეცნიერმა, მრავალი მნიშვნელოვანი რამ აღმოაჩინა გრავიტაციისა და მოძრაობის შესახებ. მაგალითად, მან დაადგინა, რომ გრავიტაციული ძალა ორ ობიექტს შორის უკუპროპორციულია მათი ცენტრების მანძილების კვადრატისა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ ბავშვი ევერესტის მთაზე დგას, გრავიტაციული მიზიდვა მასსა და დედამიწის ცენტრს შორის ნაკლებია, ვიდრე ის, როდესაც ის მიწაზე დგას.

მაღალმგრძნობიარე სასწორებს შეუძლიათ დააფიქსირონ წონის მცირედი განსხვავებები ობიექტს შორის, რომელიც მოძრაობს ორ სხვადასხვა სიმაღლეს შორის. ობიექტები ასევე აჩქარდებიან მუდმივი სიჩქარით, როდესაც ისინი დედამიწისკენ იწევიან. როდესაც ბავშვი მაღლივი კორპუსიდან ჩამოაგდებს საგანს, ეს ზრდის მის სიჩქარეს ყოველი წამის გასვლისთანავე.