"Het laat dingen vallen", kunnen kinderen antwoorden als je vraagt wat zwaartekracht doet. Ze hebben misschien wat meer moeite om je te vertellen wat deze raadselachtige kracht eigenlijk is. Wetenschappers begrijpen het ook niet helemaal, maar in eenvoudige bewoordingen is zwaartekracht een onzichtbare aantrekkingskracht die ervoor zorgt dat objecten naar elkaar toe bewegen. De Voyager 1, gelanceerd in 1977, is echter ontsnapt aan de zwaartekracht van de aarde en is het zichtbare bewijs dat wat omhoog gaat, niet noodzakelijkerwijs weer naar beneden hoeft te komen.
Massa versus Gewicht
Elk object heeft massa, een basiseigenschap die de hoeveelheid materie meet die het object bezit. Tenzij een object de snelheid van het licht nadert, verandert zijn massa niet. Naarmate de massa van een object toeneemt, neemt ook de zwaartekracht toe.
Dat is de reden waarom zeer grote objecten, zoals de planeet Jupiter, een grotere zwaartekracht hebben dan de maan, die een veel kleiner hemellichaam is. Vertel kinderen dat ze op aarde meer wegen dan op de maan vanwege de verschillen in zwaartekracht van die twee objecten.
Merk op dat dichtheid ook een rol kan spelen in je gewicht op een andere planeet. Als de planeet minder dicht is, kun je niet zo dicht bij de totale zwaartekracht van al zijn massa komen. Neem bijvoorbeeld Saturnus. Ondanks het feit dat de massa van Saturnus bijna 100 keer die van de aarde is, zou uw gewicht op Saturnus bijna hetzelfde zijn als op uw thuisplaneet. Dit komt omdat de dichtheid van Saturnus kleiner is dan de dichtheid van water.
Lijm die het zonnestelsel bindt
Planeten zien er voor kinderen misschien uit als kleine, fonkelende sterren, ook al zijn het grote objecten die onder invloed van de zwaartekracht door de ruimte bewegen. Verlicht kinderen door ze een schaalmodel van het zonnestelsel te laten zien of een afbeelding van een zonnestelsel met de zon in het midden.
Vertel hoe de enorme aantrekkingskracht van deze ster de planeten naar zich toe trekt, ook al vallen ze nooit in de zon. Lichamen in een zonnestelsel blijven in hun baan vanwege hun beweging rond hun ster. Als de zon plotseling zou verdwijnen, zouden de aarde en de andere planeten in verschillende richtingen de ruimte in vliegen zonder de zwaartekracht van de zon om ze vast te houden.
De zwaartekracht van de aarde: een formidabele kracht
Breng de discussie over banen en zwaartekracht dichter bij huis door te beschrijven hoe satellieten om de aarde draaien zoals de aarde en haar zusterplaneten om de zon cirkelen. Omdat de aarde groot is en massa heeft, heeft ze een sterk zwaartekrachtsveld dat ervoor zorgt dat objecten naar het midden vallen op dezelfde manier als een losse appel uit een boom naar de grond stort.
Het internationale ruimtestation - dat het kind misschien op tv heeft gezien - is een populair voorbeeld van een object dat snel rond de planeet beweegt en tegelijkertijd valt. De maan is een ander lichaam dat ongeveer elke 27 dagen rond de aarde valt. Het is de zwaartekracht, samen met de aantrekkingskracht van de zon op het water van de aarde, waardoor getijden ontstaan.
Het mysterie van de in een baan om de aarde draaiende satelliet uitgelegd
Als de zwaartekracht van de aarde objecten naar zich toe trekt, zou je denken dat je planeten in de zon zou zien vliegen en satellieten naar de aarde zou zien vallen. Dat gebeurt niet omdat objecten in een baan snel genoeg in een rechte hoek met de planeet bewegen om rond het lichaam waar ze omheen draaien te 'vallen'.
Help een kind dit belangrijke concept te begrijpen door hem te vragen iets aan een touwtje om zijn hoofd te draaien. Het touwtje - zwaartekracht - trekt het object naar het kind toe, terwijl de voorwaartse beweging - of snelheid - van het object het naar buiten trekt en voorkomt dat het helemaal naar binnen wordt getrokken door het touwtje. Vraag het kind om te stoppen met het ronddraaien van het object en merk op hoe het object zonder voorwaartse beweging uiteindelijk vertraagt en valt.
Zwaartekracht uitgelegd voor kinderen
Sir Isaac Newton, een briljante wetenschapper, ontdekte veel belangrijke dingen over zwaartekracht en beweging. Hij ontdekte bijvoorbeeld dat de zwaartekracht tussen twee objecten omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstanden tussen hun middelpunten. Met andere woorden, als een kind op de top van de Mount Everest staat, is de aantrekkingskracht tussen haar en het middelpunt van de aarde kleiner dan wanneer ze op de grond staat.
Zeer gevoelige weegschalen kunnen minieme verschillen in gewicht detecteren tussen een object dat tussen twee verschillende hoogten beweegt. Objecten versnellen ook met een constante snelheid wanneer ze naar de aarde vallen. Wanneer een kind een voorwerp van een hoog gebouw laat vallen, verhoogt het zijn snelheid met elke seconde die verstrijkt.