Το βάρος σας θα είναι σταθερό

Η βαρύτητα είναι η δύναμη που έλκει αντικείμενα προς το κέντρο ενός πλανήτη ή άλλων ουράνιων σωμάτων. Όλοι οι πλανήτες διατηρούνται σε τροχιά γύρω από τον ήλιο λόγω της βαρύτητας. Τι άλλο έχει να προσφέρει η βαρύτητα; Γιατί προσγειώνεστε στο έδαφος αντί να παρασύρεστε στο διάστημα όταν πηδάτε επάνω; Όταν πετάς ή ρίχνεις οτιδήποτε, γιατί πέφτει; Η βαρύτητα είναι η απάντηση:είναι μια αόρατη δύναμη που έλκει τα πράγματα μεταξύ τους. Η βαρύτητα της Γης είναι αυτή που σας κρατά στο έδαφος και σας βοηθά να στέκεστε αντί να επιπλέετε.

Η βαρύτητα στη Γη

Η βαρύτητα είναι ένα ουσιαστικό μέρος της επιβίωσής μας. Δεν θα μπορούσαμε να επιβιώσουμε σε αυτόν τον πλανήτη χωρίς αυτό. Η βαρύτητα του ήλιου κρατά τη Γη σε τροχιά γύρω της, επιτρέποντάς μας να απολαμβάνουμε το φως και τη ζεστασιά του ήλιου από ασφαλή απόσταση. Διατηρεί την ατμόσφαιρά μας και τον αέρα που χρειαζόμαστε για να αναπνέουμε υπό έλεγχο. Ο πλανήτης μας συγκρατείται από τη βαρύτητα.

Από την άλλη πλευρά, η βαρύτητα δεν είναι η ίδια παντού. Η βαρύτητα είναι ελαφρώς ισχυρότερη από κάτω όπου υπάρχει περισσότερη μάζα παρά λιγότερη μάζα. Ομοίως, είναι διαφορετικό στους πόλους και διαφορετικό προς τον ισημερινό.

Νόμοι του Νεύτωνα 

Η βαρυτική έλξη μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας τον Νόμο της Παγκόσμιας Βαρύτητας του Νεύτωνα. Ο νόμος έλεγε ότι κάθε βαρύ σωματίδιο στον κόσμο έλκει κάθε άλλο σωματίδιο με μάζα με δύναμη άμεσα ανάλογη με το προϊόν της μάζας τους. Και είναι επίσης αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.

Μας περιβάλλει η βαρυτική δύναμη. Μας βοηθά να βρούμε πόσο ζυγίζουμε και πόσο μακριά διανύει μια μπάλα πριν επιστρέψει στο έδαφος. Η δύναμη που ασκεί η Γη σε εσάς είναι ίση με τη δύναμη που ασκείτε στη Γη. Η βαρυτική δύναμη ταιριάζει με το βάρος σας όταν βρίσκεστε σε ηρεμία πάνω ή κοντά στην επιφάνεια της Γης.

Οι ερωτήσεις σχετικά με το βαρυτικό πεδίο είναι οι εξής: 

Ερώτηση: Εάν η Ντόλι περπατήσει κατά μήκος του σύρματος, αρθρωμένη οριζόντια σε δύο κτίρια σε απόσταση 12 μέτρων μεταξύ τους. Η βύθιση στο σχοινί είναι 8°. Η μάζα του σώματός της είναι 75 κιλά. Προσδιορίστε την τάση στη χορδή;

Λύση: Το πρώτο βήμα είναι να γνωρίζετε όλες τις δυνάμεις που εργάζονται σε αυτήν την κατάσταση. Το σχοινί τραβιέται προς τα κάτω από τη δύναμη της βαρύτητας (ή το βάρος του). Αυτό μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο: 

Fg =mg

Fg =(75 kg ) (- 9,8 m / s²)

Fg =– 735 N

Οι δυνάμεις τάσης σε κάθε πλευρά του σύρματος καθώς βρίσκεται στο μεσαίο σημείο συνδυάζουν άλλες δυνάμεις. Η Ντόλι συγκρατείται από αυτές τις δύο δυνάμεις έντασης, που θα τη βοηθήσουν να μην σκοντάψει. Αυτές οι δύο δυνάμεις τάσης, από την άλλη πλευρά, αυτές οι δύο δυνάμεις τάσης βρίσκονται σε γωνία 8° ως προς την οριζόντια πλευρά. Είναι απαραίτητο να εξεταστεί η τάση στο σχοινί. Καθώς το σχοινί είναι συνδεδεμένο και στα δύο κτίρια, οι συνιστώσες Χ κάθε δύναμης τάσης είναι ίσες σε μέγεθος και αντίθετες στην κατεύθυνση. Οι συνιστώσες Υ κάθε δύναμης τάσης είναι ίσες σε μέγεθος και κατεύθυνση, κρατώντας την Ντόλι όρθια. Ως αποτέλεσμα, οι δυνάμεις που δρουν στην κατεύθυνση Υ μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:

Πόδια – Y =Fg + Ftension-y + Ftension-y 

Μπορείτε να το απλοποιήσετε, 

Πόδια – Y =Fg + 2Ftension -y 

Εφόσον οι δυνάμεις εξισορροπούνται, η καθαρή δύναμη θα είναι μηδέν: 

0 =Fg + 2Ftension -y

Οι τιμές που υπολογίσαμε παραπάνω για τη δύναμη της βαρύτητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βρούμε την τάση στην κατεύθυνση y.

0 =-735N +2 Ftension– y 

735N =2 Ftension– y

 Ftension– y =367,5 N

Στην κατεύθυνση Y, δημιουργείται ένταση. Ωστόσο, πρέπει να βρούμε τη συνολική τάση του σύρματος. Σε αυτό το στάδιο, πρέπει να εφαρμόσετε τριγωνομετρικές συναρτήσεις για να υπολογίσετε την υποτείνουσα του σύρματος (ολική τάση).

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το συνημίτονο για να προσδιορίσετε την υποτείνυσή μας καθώς το συστατικό Υ της τάσης βρίσκεται στην άλλη πλευρά του τριγώνου και σχηματίζει γωνία 8°.

Cos∅ =opp/ hypo

Cos(8) =367,5 N/ hyp

Hyp x cos (8) =367,5 N

Hyp =367,5 N/cos (8) 

Hyp =371,1 N

Ερώτηση: Θα παραμείνει σταθερό το βάρος σας όταν ταξιδεύετε στη Γροιλανδία από τη Βραζιλία;

Απάντηση: Όχι, θα αυξηθεί λόγω της επιτάχυνσης. Επίσης, η βαρύτητα είναι πιο σημαντική στους πόλους και μικρότερη στον ισημερινό. Αυτό οφείλεται στο πλάγιο σχήμα της Γης. Συχνά νιώθουμε πιο βαριά όταν ταξιδεύουμε στη Γροιλανδία. Το σώμα σας δεν θα παρουσιάσει αλλαγές, αλλά η δύναμη της βαρύτητας και οι άλλες δυνάμεις σε συνδυασμό θα αλλάξουν όταν φτάσετε στους πόλους.

Συμπέρασμα 

Στο παραπάνω άρθρο, μάθαμε τη σημασία του νόμου του Νεύτωνα. Και γιατί ζυγίζουμε διαφορετικά σε πόλους και ισημερινούς. Σύμφωνα με το νόμο, λόγω πολλών δυνάμεων που δρουν συνολικά, το σώμα μας δεν παρουσιάζει αλλαγές, αλλά το βαρυτικό πεδίο είναι διαφορετικό γύρω από τους πόλους και τον ισημερινό.