Sisältö
Avaruustutkimus on aihe, joka vangitsee ihmisten mielikuvitukset ja haastaa heidät pohtimaan tarkalleen, mitä voisi tapahtua, kun he poistuvat Maan suojakuplasta. Yhdessä avaruuden mikropaino tai pienempi painovoima kuuhun tarkoittaa sitä, että astronautien ruumiit eivät ole enää kytkettyinä maahan samalla tavalla. Fysiikassa tutkittujen lakien ja määritelmien avulla voit määrittää, miten tämä vaikuttaa niiden tiheyteen.
Mass Vs. Paino
Ensinnäkin on tarpeen ymmärtää massa ja paino. Massa on mitta siitä, kuinka paljon ainetta on esineessä - tässä tapauksessa astronautissa. Se vastaa läsnä olevien atomien määrää, ja se on sama riippumatta siitä, onko henkilö maapallolla vai avaruudessa. Paino puolestaan mittaa painovoiman vaikutusta esineen massaan. Tämä tarkoittaa, että painosi maapallolla on yhdistelmä siitä, kuinka paljon massaa on kehossasi ja kuinka kovaa maa vetää sinua alas maahan. Kuulla on vain noin kuudesosa maan painovoimasta, joten astronautti painaa paljon vähemmän.
Määritä tiheys
Tiheys ja massa ovat toisiinsa liittyviä käsitteitä. Tiheys on aineen määrä tilavuusyksikköä kohti. Esimerkiksi astronautin tilavuus voi olla 65 litraa ja massa 68 kiloa. Jos jaat hänen massan tilavuuteensa, saavutat tiheyden 1,05 kiloa litrassa. Ei niin sattumalta, tämä sattuu olemaan hyvin lähellä veden tiheyttä, joka on 1,00 kilogrammaa litrassa. Olet todennäköisesti kuullut, että ihmiset ovat yli puolet vedestä, joten on järkevää, että heillä on suunnilleen sama tiheys.
Lyhyt vastaus ... Ei
Näitä käsitteitä käyttämällä katsotaan, mitä tapahtuu astronautille, joka uskaltaa maasta kuuhun. Siirtyessä maapallon painovoimasta kuun painovoimaan, astronautin paino muuttuu varmasti, mutta hänen massa pysyy samana. Avaruudessa on vähemmän ilmanpainetta, mutta astronautit eivät puhalta kuin kuplia, kun he lähtevät maan ilmakehästä, joten voit turvallisesti olettaa, että astronautin tilavuus ei myöskään muutu. Jos massa ja tilavuus eivät muutu kuulla, voit päätellä, että astronautin tiheys olisi sama.
Mutta muutama varoitus
Tässä skenaariossa on pieni aukko, mutta sillä on enemmän tekemistä fysiologian kuin fysiikan kanssa. Ihmisillä ei todellakaan ole tarkoitus olla avaruudessa, ja he menettävät yleensä luutiheyden, lihasmassan ja nesteet, jos he viettävät pidemmän ajan matalassa painovoimassa. Kun ihmiset esittävät nämä hypoteettiset kysymykset, he ajattelevat yleensä tilannetta, jolloin astronautti kuljetetaan heti paikasta toiseen, mutta tosielämässä se on pitkä matka. Joten astronautti on ehkä menettänyt hiukan massaa matkallaan kuuhun, ja olisi siten hiukan vähemmän tiheä saavutettuaan sinne.