lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Mer om tyngdlöshet

Har du känt dig tyngdlös någon gång?

Hur kan vår tyngd ändras? Tag en fjädervåg (eller gör en egen med ett gummiband och en linjal e.d.) och häng på en lagom stor vikt. Hur ändras utslaget när du lyfter vikten uppåt eller sänker ned den? Vad händer om du låter vikten och vågen falla tillsammans? (Glöm inte ta emot dem!)

Du kan också prova att åka hiss med en badrumsvåg. Hur ändras utslaget då hissen startar/ bromsar på väg upp / ned? Vad visar vågen mellan våningarna?

Ekvivalensprincipen

Galileos experiment i Pisa, då han jämförde hur fort olika föremål faller, visar en mycket viktig princip "Tung massa = trög massa!" Den tunga massan är den som ger upphov till gravitationskraften mg. Den tröga massan kommer in i Newtons lag: F=ma. Vid fritt fall får vi då a=g, oberoende av massa.

Har du provat att släppa olika föremål samtidigt och jämföra hur de faller? Gör det! Tag penna, suddgummi, en boll eller vad du får tag på. Men ett papper då? Ett slätt papper bromsas av luften, men prova att knyckla ihop det och gör om experimentet. Kanske har ni på skolan en vakuumpump där du kan få se en fjäder och kula falla.

Vad skulle hända på månen? Apollo-astronauterna utförde Galileos experiment på månen - vad tror du att de såg? (När du kommit fram till ett svar, läs gärna en skämtsam presentation om  "Tunga kängor på månen")

Fler experiment

Det finns många experiment som visar konsekvenser av ekvivalensprincipen. Prova t.ex. att göra ett par hål på olika höjd på sidan av ett tomt mjölkpaket eller plastflaska. Fyll med vatten (helst utomhus) och observera hur vattnet kommer ut från de olika hålen. Släpp paketet/flaskan. Vad händer?

Fritt fall = tyngdlöshet

Astronauterna faller mot jorden, men rymdfärja, köttbullar och allt annat faller precis lika fort. Newton funderade över fall med olika utgångshastigheter och kom fram till att en kropp skulle kunna falla precis i en bana. "Det behövs ett geni som Newton för att kunna förstå att månen faller mot jorden, när alla kan se att den inte gör det".
Nu kanske du förstår varför du känner dig tyngdlös i Uppskjutet - eller när du hoppar från ett hopptorn. Läs gärna om hur astronauten Wubbo Ockels beskriver upplevelsen av tyngdlöshet i en text "Space flight, a most unusual experience"

Den starka ekvivalensprincipen

Om du vill fundera vidare på relationen mellan acceleration och gravitation kan det vara roligt att tänka på Einstein tog ekvivalensprincipen som utgångspunkt för en hypotes att vi inte på något sätt kan skilja på acceleration och gravitation. En konsekvens blir då att även ljuset faller (annars skulle vi ju kunna skicka en ljusstråle som fick visa vad som accelererades). Detta märks naturligvis inte till vardags, men kan faktiskt observeras med ljus som passerar tunga galaxer. Man pratar om "gravitationslinser".
Einstein förutsade att ljuset från en stjärna bakom solen skulle kunna synas under en solförmörkelse pga denna effekt. Detta observerades 1919 och var en stor framgång för den allmänna relativitetsteorin.

Om du vill lära dig mer om relativitetsteorin kan du läsa Russell Stannards böcker om Farbror Albert, som förklarar alla ideerna, utan att fastna i ekvationer.