2015/01/14

Земля круглая, но мы с нее не падаем?

Photo by David Blackwell
Интересно, как же это происходит? Земля круглая, да еще и вертится вокруг своей оси, летает в бескрайнем пространстве нашей Вселенной среди звезд, а мы сидим спокойно на диване и никуда не летим и не падаем. А австралийцы вообще живут «кверху ногами» и тоже никуда не падают. И пингвины в Антарктиде тоже прекрасно себя чувствуют и не собираются покидать нашу планету. И бутерброд, который ты уронил, летит вниз, а не вверх. И, прыгая на батуте, ты всегда возвращаешься назад, а не улетаешь далеко в синее небо. Что же заставляет всех нас спокойно ходить по планете Земля и никуда не улетать, а все предметы падать вниз? Может нас что-то тянет к Земле?
Именно так! Нас притягивает земное притяжение, или по-другому – гравитация. Она заставляет все предметы стремиться к Земле. И именно поэтому мы не улетаем, а наоборот притягиваемся к ней.
Благодаря гравитации мы строим дома, летим с горы на лыжах, находим упавший бутерброд на полу, катаемся на аттракционах и ловим подброшенный вверх мяч. Но если Земля притягивает к себе все предметы, то почему Луна, которая находится к нам очень близко, не падает на Землю? Потому что Луна все время движется по орбите вокруг Земли. Если бы она остановилась, то обязательно упала бы. Это так же, как ты раскручиваешь гайку, привязанную к веревке – она будет летать до тех пор, пока ты не перестанешь ее раскручивать. Как только ты остановишься, она сразу упадет. Кстати, гравитация Луны в 6 раз слабее земной и масса ее меньше, поэтому на Луне мы ощущаем невесомость.
Photo by Bluedharma
Но не только Земля и Луна обладают силой притяжения. Абсолютно все предметы, имеющие массу, обладают гравитацией: люди, мебель, здания, машины, животные, ты и я. И мы не притягиваемся друг к другу только потому, что наша сила гравитации, на самом деле, очень мала. Она зависит от массы тела и от расстояния между телами. Так как мы с тобой очень маленькие, по сравнению с Землей, то и притягиваемся мы не друг к другу, а к предмету с большей массой, т.е. к Земле. Земля огромная, ее масса велика и сила гравитации тоже огромна – вот почему все к ней притягивается.

Открыл закон всемирного тяготения Исаак Ньютон. Однажды он сидел под обычной яблоней и думал о Вселенной. Внезапно ему на голову упало яблоко, и он вдруг осознал, что яблоко и все предметы падают вниз потому, что на них действует сила притяжения. Он продолжил свои наблюдения и выявил, что на силу гравитации влияют масса тела и удаленность тел друг от друга. На тела, находящиеся далеко друг от друга сила притяжения не действует. Ньютон  назвал этот закон законом гравитации.
Со временем люди научились преодолевать гравитацию. Например, мы запускаем ракеты в космос. Чтобы преодолеть земную гравитацию, ракета должна развить скорость 11,2 км за секунду. Она называется первая космическая скорость.

Эксперимент: Так уж ли все падает вниз?
Тебе понадобится:
  • стакан
  • кусочек картона

  1. Возьми стакан и наполни его до самого верху водой.
  2. Накрой стакан картоном так, чтобы в стакан не попал воздух. Там не должно быть ни единого пузырька воздуха.
  3. Переверни стакан вверх ногами, придерживая картон (лучше это делать над раковиной).
  4. Убери руку, придерживающую картон.
  5. Что происходит?

Вода и картон остались на месте и никуда не падают вопреки законам гравитации. Почему так происходит? Внутри стакана совсем нет воздуха, в то время как снаружи он есть. Давление воздуха снаружи сильнее, чем давление воды внутри стакана. Вода и картон не могут преодолеть это давление, и, в результате, картон и вода остаются на месте.