Какво представлява гравитацията?
Дата: 20.11.2023
Съдържание:
Гравитацията е жизненоважна за нашето съществуване, но знаете ли защо съществува и какво представлява?
Защо нещо, което не можем да видим, е толкова важно за нашето оцеляване и за функционирането на Слънчевата система?
В тази статия ще разгледаме какво всъщност представлява гравитацията и как работи.
Какво прави гравитацията?
Всички знаем, че гравитацията съществува и че тя ни държи на земята, гравитацията е сила, която привлича обектите към себе си.
Думата гравитация идва от латинската дума gravitas, която означава тегло.
На Земята гравитацията придава тегло на предметите, докато на Луната гравитацията контролира земните приливи и отливи.
Гравитацията може да има много различни роли в Слънчевата система; тя е причината всички планети да останат в орбита около Слънцето.
Тук, на Земята, гравитацията е причината, поради която нещата падат, когато ги изпуснем, като например когато скочим, се приземяваме обратно на Земята.
Кой е открил гравитацията?
Сър Исак Нютон е английски математик и физик, който разбрал какво е гравитация, когато размишлявал за силите на природата и видял как една ябълка пада от дървото.
Той се зачудил защо ябълката пада и след това не се движи отново и разбрал, че трябва да има сила, която да я дърпа надолу към Земята.
Мислите на Нютон започнали да се питат дали тази сила не се простира отвъд Земята и дали не съществува и в Слънчевата система.
През 1632 г. той излага концепцията за гравитацията и създава закона за гравитационната сила, който помага на други физици по онова време да открият функционирането на Слънчевата система.
Преди да бъде открита гравитацията, гърците са вярвали, че Слънчевата система се контролира от бог и следва естествен модел.
Как измерваме гравитацията?
Гравитацията се измерва с т.нар. гравиметрия, която измерва силата на гравитационното поле.
Инструментът, използван за измерване, се нарича гравиметър и, казано по-просто, измерва постоянното ускорение на гравитацията в посока надолу.
Експериментите с гравиметър показват, че гравитационната сила варира дори по земната повърхност с около ±0,5 %.
Това се дължи най-вече на постоянните движения на Слънцето и Луната, които влияят на гравитационното привличане на Земята.
Гравиметрите се използват предимно за измерване на гравитационното поле при геофизични проучвания, търсене на полезни изкопаеми и сеизмология.
Въпреки че гравиметрите се използват само на Земята, те могат да се използват и на други повърхности, например на Луната, за измерване на гравитационното поле.
Какво би станало със Земята, ако няма гравитация?
Въпреки че е много малко вероятно и почти невъзможно гравитацията просто да изчезне, учените все пак са се опитали да предскажат какво би се случило без нея.
В статия, публикувана от Би Би Си през 2016 г., се обяснява, че ако Земята нямаше гравитация, тя най-вероятно щеше да се разпадне на части и да отлети.
Всичко, което не е физически прикрепено, би било първото, което би си отишло, неща като океана, реките, водата просто биха изплували.
Последвана от самата Земя, земята щеше да се разпадне и ние щяхме да се носим като частици в пространството.
Подобен сценарий би се случил и със слънцето – без силата на гравитацията, която да задържа налягането в ядрото му, то би се взривило.
Какво би се случило с хората, ако няма гравитация?
Както знаем от опита на астронавтите, животът без гравитация е не само труден, но има и отрицателни ефекти върху организма.
За хората би имало вредни ефекти върху телата ни, защото сме еволюирали заедно с гравитацията.
Определени мускулни групи са предизвикани от гравитацията, прости неща като стоенето изискват мускули, които да ни държат срещу гравитацията.
Астронавтът на НАСА и лекар Джей Бъки е изследвал как биха реагирали телата ни при нулева гравитация.
Например в космоса, където няма гравитация, астронавтите губят костна маса и мускулите им губят сила.
Това се дължи на факта, че без сила, която да ни привлича, ние не използваме мускулите си, тъй като просто се носим.
Липсата на мускули и необходимостта да се държите изправени може да доведе и до други последици за организма, като например загуба на чувство за равновесие.
Човешкото тяло се е приспособило да работи с гравитацията, която натоварва тялото ни всеки ден, и без нея бихме се влошили бавно поради липсата на мускули.
Това е причината астронавтите да имат ограничение във времето, през което да останат в космоса. Защото това отслабва тялото им, което има последици при завръщането им на Земята.
Проучванията показват, че ако прекарате около три месеца в Космоса, без гравитация, то ще са ви необходими две до три години, за да възстановите загубената костна плътност.
Има ли гравитация под водата?
Може би си мислите, че във водата има малка или никаква гравитационна сила, защото плуваме и се чувстваме по-леки, но гравитацията във водата остава същата.
Въпреки че гравитационната сила във водата е същата като на земята, гравитацията трябва да избира какво да привлича.
Когато даден предмет или човек е поставен във вода, гравитацията все още може да действа върху предмета, но само ако равен обем от водата може да се издигне нагоре, противно на гравитацията.
Това е известно като изместване и в резултат на това гравитацията трябва да избере кой елемент да придърпа надолу – водата или обекта.
Плаваемостта кара гравитацията да вземе това решение и в резултат на това тя ще избере това, което има по-голяма маса, т.е. по-голямо тегло за даден обем.
Ако обектът, поставен във вода, е по-плътен от водата, той ще потъне и теглото му ще се намали с обема на изтласканата вода.
Ако обаче обектът е с по-малка плътност от водата, той ще изплува до момента, в който масата на обекта съвпадне с масата на изместения обем вода.
Всички планети ли имат гравитация?
Гравитация има навсякъде, но на някои места тя е по-слаба, отколкото на други.
Например на Земята, ако тежите 100 фунта (45 кг), на различните планети ще сте с различно тегло.
Същият човек ще тежи само 17 фунта (7,7 кг) на Луната, 38 фунта (17 кг) на Меркурий и 253 фунта (114 кг) на Юпитер.
Както виждате, теглото се променя в зависимост от планетата, но човекът остава един и същ.
Това е така, защото гравитационната сила се различава между планетите и в цялото пространство, поради което теглото ни е различно.
Ако има по-малка гравитационна сила, която ви привлича към земята, тогава ще се чувствате в безтегловност и ще плувате, подобно на това да сте в плувен басейн.
Гравитацията е изключително важна за нашето съществуване и за функциите на нашата планета, без нея Земята и Слънчевата система не биха били същите.
Така че следващия път, когато отидете да плувате, използвайте няколко тежести, за да изпробвате преместването, или следващия път, когато хвърлите топка, наблюдавайте как гравитационната сила я придърпва обратно към земята.