כיצד להסביר כוח משיכה לילד

תוֹכֶן

• מסה לעומת משקל
• דבק הקושר את מערכת השמש
• כוח המשיכה של האדמה: כוח אימתני
• תעלומת הלוויין המקיף הסבירה
• עובדות כוח משיכה מעניינות

"זה גורם לדברים ליפול", ילדים עשויים לענות אם תשאלו מה כוח הכבידה עושה. יתכן שהם יתקשו קצת יותר לספר לך מה בעצם הכוח האניגמטי הזה. גם מדענים אינם מבינים זאת לחלוטין, אך במילים פשוטות, כוח המשיכה הוא כוח אטרקטיבי בלתי נראה שגורם לחפצים לנוע זה אל זה. עם זאת, וויאג'ר 1, שהושק בשנת 1977, הצליח להימלט ממשיכת הכבידה של האדמה והיא הוכחה גלויה לכך שמה שעולה לא בהכרח צריך לרדת שוב.

מסה לעומת משקל

לכל אובייקט יש מסה, מאפיין בסיסי המודד את כמות החומר שברשותו. אלא אם חפץ מתקרב למהירות האור, המסה שלו לא משתנה. ככל שמסת העצמים גדלה, כך גם משיכת הכבידה שלה. לכן חפצים גדולים מאוד כמו כדור הארץ צדק, הם בעלי משיכת כבידה גדולה יותר מהירח, שהוא גוף שמימי קטן בהרבה. ספר לילדים שהם שוקלים יותר על האדמה מאשר על הירח בגלל הבדלי הכובד של שני אותם חפצים.

דבק הקושר את מערכת השמש

כוכבי לכת עשויים להראות כמו כוכבים זעירים ומנצנצים לילדים, למרות שהם חפצים גדולים העוברים בחלל תחת השפעת כוח הכבידה. להאיר את הילדים על ידי הצגתם מודל בקנה מידה של מערכת השמש או תמונה של אחת שיש לה את השמש במרכזה. דברו על איך משיכת הכבידה המסיבית הזו מכוונת את כוכבי הלכת לעברם, אף על פי שהם לעולם לא נופלים לשמש. גופים במערכת סולארית נשארים במסלול בגלל תנועתם סביב הכוכב שלהם. אם השמש נעלמה לפתע, כדור הארץ וכוכבי הלכת האחרים היו עפים לחלל בכיוונים שונים ללא כוח הכבידה של השמשות להחזיק אותם.

כוח המשיכה של האדמה: כוח אימתני

קירב את הדיון במסלולי המסלול וכוח הכבידה לביתו בתיאור כיצד לוויינים מקיפים את כדור הארץ בדרך בה כדור הארץ וכוכבי הלכת אחותו סובבים את השמש. מכיוון שכדור הארץ גדול ובעל מסה, יש לו שדה כבידה חזק שגורם לחפצים ליפול לכיוון מרכזו באותה צורה שבה תפוח מנותק צולל לקרקע מעץ. תחנת החלל הבינלאומית - שהילד אולי ראה בטלוויזיה - היא דוגמא פופולרית לאובייקט שנע במהירות סביב כדור הארץ תוך נפילה בו זמנית. הירח הוא גוף נוסף שנופל סביב כדור הארץ בערך כל 27 יום. כוח המשיכה שלה יחד עם השמשות מושך על פני מים אדמתיים הגורם להופעת גאות ושפל.

תעלומת הלוויין המקיף הסבירה

אם כוח הכבידה של כדור הארץ מושך אליו חפצים, הייתם חושבים שתראו כוכבי לכת שואבים את השמש והלוויינים צונחים לכדור הארץ. זה לא קורה מכיוון שחפצים במסלול נעים מספיק במהירות בזוויות ישרות לכוכב הלכת כדי "ליפול" סביב גופם. עזור לילד להבין מושג חשוב זה על ידי בקשתו לסובב משהו סביב ראשו על חוט. המיתר - כוח משיכה - מושך את האובייקט לכיוון הילד בעוד האובייקטים בתנועה קדימה - או המהירות - מושך אותו כלפי חוץ ומונע ממנו להיות נמשך כל הדרך פנימה על ידי החוט. בקש מהילד להפסיק להסתובב את האובייקט ולשים לב כיצד, ללא תנועה קדימה, האובייקט בסופו של דבר מאט ונופל.

עובדות כוח משיכה מעניינות

סר איזאק ניוטון, מדען מבריק, גילה דברים חשובים רבים בנושא כוח המשיכה והתנועה. למשל, הוא מצא שכוח הכבידה בין שני עצמים הוא ביחס הפוך לכיכר המרחקים בין מרכזיהם. במילים אחרות, אם ילדה עומדת על ראש הר אוורסט, משיכת הכבידה בינה לבין מרכז העפר היא פחות מאשר כשהיא עומדת על האדמה. מאזניים רגישים מאוד יכולים לזהות הבדלים דקים במשקל בין עצם שנע בין שני גבהים שונים. עצמים גם מאיצים בקצב קבוע כאשר הם נופלים לכיוון האדמה. כאשר ילד מפיל חפץ מבניין גבוה, הוא מגביר את מהירותו ככל שחולפת כל שנייה.