Svaret er enkelt: Den gjør det hele tiden !
La meg klargjøre med en superenkel versjon av vektløshetens prinsipper.
Tenk deg at du står på toppen av ett tårn som er 200km høyt. Du kaster en stein rett fremover. Hva skjer ?
Jo, om du er som meg, så går steinen ca. 15-20 meter fremover, og deretter faller den som den steinen den er. Det vil se ca. slik ut:
Men hva skjer om du kaster mye hardere ? Tenk deg at du langer ut i umenneskelig hastighet med den steinen din slik at du oppnår ca. 10000km/t. Da vil det se ca. slik ut:
Nå skal du tenke deg at du kaster steinen i en hastighet på nesten 25000km/t. Dette skjer:
Steinen kastes nå så fort fremover, at tyngdekraften ikke rekker å dra den tilbake til bakken før den har forsvunnet over kanten på jordkloden og går deretter i bane. Du får den med andre ord i bakhodet etter ca. 90 minutter.
Tyngdekraften virker hele tiden på steinen, og vil dra den ned til bakken. Men fordi det ikke er luft i en høyde av 200km er det ingenting som bremser steinen når den først har fått fart. Derfor vil det oppstå en balanse mellom hastigheten fremover, og tyngdekraften nedover, som får steinen til å falle rundt jorden i en konstant bevegelse. Den faller nemlig hele tiden mot jorden, men treffer den ikke fordi den har så stor hastighet at punktet den vil lande på er utenfor jordkloden. Her er en enkel fremstilling av bevegelsen som oppstår som følge av resultatet av de to kreftene som virker på steinen:
Når den kommer hit har den jo ikke mistet noe fart på grunn av at det ikke er noe luft som sakker den i den høyden, og den vil bare fortsette.Hadde tyngdekraften ikke virket på steinen ville den fortsatt i en rett linje i det uendelige, men tyngdekraften drar den hele tiden mot jordens sentrum, og dermed oppstår fenomenet med at ting kan gå i bane rundt en planet. Vi se altså at det er hastigheten som er avgjørende for at en gjenstand skal gå i bane rundt en planet, ikke høyden. Grunnen til at vi må opp for å få det til er for å komme ut av den tykke atmosfæren som gjør det vanskelig å oppnå slike hastigheter. Derfor kan en se at for eksempel romfergen går oppover, og deretter legger seg med ryggen ned, og fly mer mot øst enn oppover. Det er for å oppnå stor nok hastighet, samtidig som den oppnår høyde.
Vi ser her at en romferge, eller ISS for den del, som går i bane rundt jorden er påvirket av en god del av tyngdekraften. 88% av de 9,81m/s2 som virker på oss ved havoverflaten virker enn på ISS. Men hvordan kan da astronautene sveve inne i ISS og utenfor? Jo det er like enkelt som det forrige svaret, nemlig at de faller akkurat like fort som ISS. Og siden ISS ikke bremses av noen særlig karakter, faller astronautene konstant inne i ISS. Luften inne i ISS beveger seg jo også like fort, så det blir til at de svever rundt inne i romstasjonen.
Ennå litt vanskelig å forstå ? Tenk deg at du står inne i en heis i ett vanvittig høyt hus. Du står på en vekt på gulvet i øverste etasje. Vekten din kan avleses på vekten som følge av at tyngdekraften drar massen din ned mot jordens senter, men hindres av gulvet i heisen. Kabelen som holder heisen kuttes, og bremsene frakobles. Du og heisen faller nå rett ned mot jorden og begge faller like fort. Ettersom gulvet i heisen nå faller like fort som deg og vekten, vil jo ikke vekten ha noe som presser i den hverken over eller under, og vil vise 0kg. Du er altså "vektløs" inne i heisen. Og akkurat som astronautene vil du kunne flyte rundt inne i den. Helt til den når bakken da...
I virkeligheten er det noen molekyler med gass selv i en høyde av 200km, og disse vil sakte redusere hastigheten over tid, slik at steinen vil falle tilbake til jorden på ett tidspunkt. Idet steinen kommer ned i den tettere atmosfæren vil den bremses dramatisk, og brenne opp som følge av friksjonen mellom steinen og luftmolekylene som treffer den. ISS motvirker dette med å øke hastigheten sin med jevne mellomrom ved hjelp av rakettmotorene til de russiske foryningsfartøyene. Når dette skjer oppstår det faktisk litt tygdekraft mens motorene akselererer romstasjonen, noe du kan se på denne videoen.
Håper denne superenkle forklaringen kan være til hjelp for de som ikke helt ser sammenhengen mellom fart og det å gå i bane.
Ingen kommentarer:
Legg inn en kommentar