Hvordan forklare tyngdekraften til et barn

"Det får ting til å falle," kan barn svare hvis du spør hva tyngdekraften gjør. De kan ha litt mer problemer med å fortelle deg hva denne gåtefulle kraften faktisk er. Forskere forstår det heller ikke helt, men i enkle termer er tyngdekraften en usynlig attraktiv kraft som får objekter til å bevege seg mot hverandre. Voyager 1, som ble lansert i 1977, har imidlertid sluppet unna jordens tyngdekraft og er et synlig bevis på at det som går opp ikke nødvendigvis trenger å komme ned igjen.

Hvert objekt har masse, en grunnleggende egenskap som måler mengden materie objektet har. Med mindre et objekt nærmer seg lysets hastighet, endres ikke massen. Når massen til et objekt øker, øker også tyngdekraften.

Derfor har veldig store gjenstander, som planeten Jupiter, et større tyngdekraft enn månen, som er et mye mindre himmellegeme. Fortell barn at de veier mer på jorden enn de ville gjort på månen på grunn av forskjellene i tyngdekraften til de to objektene.

Merk at tetthet også kan spille en rolle i vekten din på en annen planet. Hvis planeten er mindre tett, kan du ikke komme så nær den totale tyngdekraften av hele massen. Ta for eksempel Saturn. Til tross for at Saturns masse er nesten 100 ganger så stor som jordens, ville vekten din på Saturn være nesten den samme som den er på din hjemplanet. Dette er fordi tettheten til Saturn er mindre enn tettheten av vann.

Planeter kan se ut som små, blinkende stjerner for barn, selv om de er store gjenstander som beveger seg gjennom rommet under påvirkning av tyngdekraften. Opplys barn ved å vise dem en målestokk av solsystemet eller et bilde av en som har solen i sentrum.

Snakk om hvordan stjernens massive tyngdekraft trekker planetene mot den, selv om de aldri faller i solen. Kropper i et solsystem forblir i bane på grunn av bevegelsen rundt stjernen. Hvis solen forsvant plutselig, ville jorden og de andre planetene fly ut i verdensrommet i forskjellige retninger uten solens tyngdekraft for å holde dem.

Ta diskusjonen om baner og tyngdekraft nærmere hjemmet ved å beskrive hvordan satellitter kretser rundt jorden slik jorden og dens søsterplaneter sirkler rundt solen. Fordi jorden er stor og har masse, har den et sterkt gravitasjonsfelt som får gjenstander til å falle mot sentrum på samme måte som et løsrevet eple faller til bakken fra et tre.

Den internasjonale romstasjonen - som barnet kanskje har sett på TV - er et populært eksempel på at en gjenstand beveger seg raskt rundt planeten mens den faller samtidig. Månen er en annen kropp som faller rundt jorden hver 27. dag. Det er tyngdekraften sammen med solens trekk på jordens vann og forårsaker tidevann.

Hvis jordens tyngdekraft trekker gjenstander mot den, skulle du tro at du ville se planeter som bryr seg inn i solen og satellitter styrter ned til jorden. Det skjer ikke fordi gjenstander i bane beveger seg raskt nok i rett vinkel mot planeten til å "falle" rundt kroppen de kretser rundt.

Hjelp et barn til å forstå dette viktige konseptet ved å be ham spinne noe rundt hodet på en streng. Strengen - tyngdekraften - trekker objektet mot barnet mens objektets fremoverbevegelse - eller hastighet - trekker det utover og holder det fra å bli trukket helt innover av strengen. Be barnet slutte å spinne objektet og legg merke til hvordan objektet til slutt bremser og faller uten bevegelse fremover.

Sir Issac Newton, en strålende forsker, oppdaget mange viktige ting om tyngdekraften og bevegelsen. For eksempel fant han at gravitasjonskraften mellom to objekter er omvendt proporsjonal med kvadratet av avstandene mellom deres sentre. Med andre ord, hvis et barn står på toppen av Mount Everest, er tyngdekraften mellom henne og jordens sentrum mindre enn når hun står på bakken.

Svært følsomme vekter kan oppdage små forskjeller i vekt mellom et objekt som beveger seg mellom to forskjellige høyder. Objekter akselererer også med konstant hastighet når de faller mot jorden. Når et barn slipper et objekt fra en høy bygning, øker det hastigheten når hvert sekund går.