گرانش در فضا

باور غلط : گرانش در فضا صفر است.

همه مردم بر این باورند که گرانش در فضا صفر است، ولی باید با قاطعیت بگویم که این موضوع صحت ندارد و در بعضی مواقع می تواند نسبتاً زیاد هم باشد. فرض کنید که بالای نردبانی با ارتفاع 500 کیلومتر قرار دارید، در این صورت شما در فضای خلاء قرار گرفته اید، ولی در این حالت نیز شما دارای وزن هستید و وزن شما صفر نشده است و تنها وزنتان در این ارتفاع چیزی حدود 15 درصد کمتر از وزن شما روی سطح کره زمین است.

یعنی در این حالت کسی که روی زمین وزنی برابر 100 کیلوگرم داشته است، در ارتفاع 500 کیلومتری 85 کیلوگرم وزن خواهد داشت. ولی در این ارتفاع یک فضاپیما را می توانید مشاهده کنید که بدون هیچ وزنی به دور مداری، گرد زمین در حال حرکت است و فضانوردانی که در درون این فضاپیما قرار دارند نیز احساس بی وزنی می کنند. چه طور ممکن است که شما در ارتفاع 500 کیلومتری باز هم برای خود وزنی احساس می کنید ولی فضانوردان داخل فضاپیما در این ارتفاع احساس بی وزنی می کنند؟

دلیل اینکه فضانوردان داخل شاتل احساس بی وزنی می کنند این است که آن ها داخل یک فضاپیمایی هستند که در حال سقوط است، حال اگر فرض کنید که شاتل بدون هیچ حرکتی بر بالای نردبان 500 کیلومتری شما قرار بگیرد، فضانوردان داخل آن نیز برای خود احساس وزن می کنند.

حال حتماً برای شما این سوال پیش آمده باشد که اگر شاتل و فضاپیماهایی که در مدار زمین قرار دارند، در حال سقوط هستند، چرا واقعاً به روی زمین سقوط نمی کنند؟ دلیل سقوط نکردن آن ها این است که فضاپیماها با سرعت بسیار زیاد در حرکت به دور زمین در یک مسیر خمیده هستند.

در این حالت زمین با جرم عظیمی که دارد فضاپیما و فضانوردان درون آن را به سمت خود می کشد، ولی در اثر حرکت دایره ای که فضاپیما دارد، نیروی دیگری به آن وارد می شود که اندازه آن برابر نیروی گرانش وارده از زمین است ولی جهت آن بر عکس نیروی گرانش است که به آن نیروی گریز از مرکز گفته می شود و در این حالت برآیند نیروهای وارده به فضاپیما و فضانوردان درون آن برابر صفر خواهد بود، لذا نه تنها فضاپیما روی زمین سقوط نخواهد کرد، بلکه فضانوردان درون آن نیز احساس بی وزنی خواهند کرد.

حال بر اساس این توضیحاتی که به شما داده ام، می دانید که حتی در ارتفاع 500 کیلومتری از سطح زمین، (یعنی در خارج از جو زمین و خلا) نیز نیروی گرانش بر شما وارد می شود. پس اگر از این به بعد کسی به شما گفت که در حالت سقوط اجسام، وزن آن ها صفر خواهد شد، شما نباید از او این موضوع را قبول کنید.

زیرا به عنوان مثال فرض کنید که شما از یک هواپیمای در حال حرکت در ارتفاع بسیار زیادی خود را به بیرون پرت کرده اید و در حال سقوط می باشید. آیا در حالت سقوط آزادی که قرار گرفته اید نیروی گرانشی که بر شما وارد می شود صفر است؟ اگر این موضوع صحت دارد، پس چه نیرویی است که با سرعت هر چه تمام تر شما را به سمت زمین می کشاند؟

البته باید به این نکته نیز توجه نمایید که در حالت سقوط آزاد، مقداری از نیروی گرانش وارد به اجسام توسط نیروی اصطکاک بین هوا و آن جسم کم می شود، ولی همان طور که شاهد هستید، این نیروی اصطکاک به قدری نیست که بتواند نیروی گرانش زمین را کاملاً خنثی کند و با وجود نیروی اصطکاک باز هم اجسام به سمت زمین کشیده می شوند و سقوط می کنند، ولی اگر می خواهید در هنگام سقوط هر چه بیشتر بر نیروی گرانش زمین غلبه کنید، به شما توصیه می کنیم که حتماً از چتر نجات استفاده کنید.

زیرا همان طور که مشاهده کردید، کسانی که در هنگام سقوط از چتر نجات استفاده می کنند، با سرعت کمتری سقوط می کنند که دلیل این موضوع این است که با استفاده از چتر نجات، می توانید خیلی بهتر بر نیروی گرانش زمین غلبه کنید و لذا با شتاب کمتری به سمت زمین سقوط می کنید.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: علیرضا سرمدی

تنظیم: مریم فروزان کیا