Tämä on artikkeli Curious Kids -sarjasta, joka on tarkoitettu kaikenikäisille lapsille. The Conversation pyytää nuoria lähettämään kysymyksiä, joihin he haluaisivat asiantuntijan vastaavan. Kaikki kysymykset ovat tervetulleita: lisätietoja osallistumisesta löydät alhaalta.
Miten painovoima vetää asioita maahan? – Gabriel, 4-vuotias, Stewartby, Iso-Britannia
Painovoima on voima, mikä tarkoittaa, että se vetää asioita puoleensa. Mutta Maa ei ole ainoa asia, jolla on painovoimaa. Itse asiassa kaikella maailmankaikkeudessa, niin isolla kuin pienelläkin, on oma vetovoimansa painovoiman takia – jopa sinulla.
Isaac Newton oli yksi ensimmäisistä tiedemiehistä, joka selvitti painovoiman käyttäytymissäännöt. Tarinan mukaan hän istui omenapuun alla, kun yksi hedelmä putosi. Kun hän näki omenan putoavan maahan, hän alkoi ihmetellä, miksei se sen sijaan nouse taivaalle.
Lukuisten kokeiden ja nokkelan ajattelun jälkeen hän keksi, että painovoima riippuu siitä, kuinka painavia esineet ovat, ja että esineiden välinen vetovoima pienenee, mitä kauempana ne ovat toisistaan. Nähdäksemme, miten painovoima toimii maailmankaikkeudessamme, lähdemme matkalle, jonka varrella pysähdymme muutamaan otteeseen.
Aluksi menemme puistoon ja pelaamme jalkapalloa. Kun potkaiset jalkapalloa ilmaan, Maan painovoima vetää sen takaisin alas. Mutta se ei ole ainoa asia, joka tapahtuu: jalkapallon painovoima vetää myös maapalloa. Asia on niin, että Maa on hyvin painava – paljon painavampi kuin jalkapallo – joten jalkapallon vetovoima ei vaikuta siihen, kun taas jalkapallo itse vetäytyy takaisin alas Maahan.
Seuraavana pysähdyspaikkanamme on Kuu, ja kun matkaamme ylös avaruuteen, on hyvin mahdollista, että näet auringon. Nyt aurinko on paljon, paljon suurempi kuin maapallo, mikä tarkoittaa, että sen vetovoima on todella voimakas.
Saatat ihmetellä, miksi Maa (ja kaikki muut planeetat) eivät vain putoa aurinkoon samalla tavalla kuin jalkapallo putoaa maahan. Vastaus on, että kaikki planeetat liikkuvat, ja tasapaino painovoiman ja niiden liikenopeuden välillä (joka tulee siitä, kun ne luotiin, noin 4,5 miljardia vuotta sitten) pitää ne kiertämässä Aurinkoa.
Kun saavumme Kuuhun, huomaat, että painovoiman vetovoima ei ole kaikkialla sama. Se liittyy siihen, kuinka raskas – tai kuinka massiivinen – esine on. Jos hyppäät kuussa, pystyt nousemaan paljon korkeammalle kuin Maassa. Tämä johtuu siitä, että Maa on kuuta suurempi, joten sinun ja Maan välinen voima – jota kutsumme painoksi – on suurempi kuin sinun ja kuun välinen voima. Kuussa näytät painavan vähemmän kuin Maassa, joten voit hypätä korkeammalle.
Viimeinen pysäkkimme on meren rannalla. Rannalla istuessasi näet meren tulevan vähitellen yhä lähemmäs ja lähemmäs sinua – tämä on vuoroveden tuloa. Jonkin ajan kuluttua meri näyttää tulevan kauemmas – nyt vuorovesi lähtee. Mutta meri ei itse asiassa liiku sisään ja ulos – se liikkuu ylös ja alas. Kun merenpinta nousee, vesi tulee lähemmäs sinua, koska ranta, jolla istut, viettää ylöspäin poispäin merestä. Ja kun merenpinta laskee, vesi tulee kauemmas sinusta.
Tämä on myös painovoiman vaikutus, ja se tapahtuu, koska kuu on lähellä Maata. Toisin kuin jalkapallo, kuu on tarpeeksi painava, jotta sillä on vaikutus – vain pieni, koska maapallo on silti paljon painavampi – mutta se riittää siihen, että huomaamme sen, kun katsomme vuorovesiä. Kun vedenpinta nousee, sitä vedetään kohti kuuta, ja vuorovesi nousee. Sitten vuorovesi laskee, ja vedenpinta laskee, kun kuu pyörii Maan ympärillä.
Es on mielenkiintoinen kysymys, miksi meillä ei ole valtavia vuorovesiä, jotka johtuvat siitä, että aurinko vetää maapalloa. Tiedämme, että aurinko on paljon suurempi kuin kuu – joten varmasti sen pitäisi pystyä vetämään vettä puoleensa? Itse asiassa se vetääkin, mutta paljon vähemmän kuin kuu. Tämä johtuu siitä, että vaikka aurinko on paljon suurempi kuin kuu, se on paljon, paljon kauempana – ja painovoiman vetovoima heikkenee, mitä suurempi on kappaleiden välinen etäisyys.
Niin, seuraavan kerran kun potkit jalkapalloa puistossa, tiedät, miten painovoima vetää jalkapallon takaisin maahan.
Hei, uteliaat lapset! Onko teillä kysymys, johon haluaisitte asiantuntijan vastaavan? Pyydä aikuista lähettämään kysymyksesi meille. Voit:
* Lähetä kysymyksesi sähköpostitse osoitteeseen [email protected]
* Kerro se meille Twitterissä tägäämällä @ConversationUK hashtagilla #curiouskids tai
* Lähetä meille viesti Facebookissa.
Kertokaa nimenne, ikänne ja se, missä kaupungissa asutte. Voit halutessasi lähettää myös äänitallenteen kysymyksestäsi. Lähetä niin monta kysymystä kuin haluat! Emme pysty vastaamaan jokaiseen kysymykseen, mutta teemme parhaamme.
Lisää Curious Kids -artikkeleita, jotka ovat akateemisten asiantuntijoiden kirjoittamia:
-
Mitä on tuli? – Lyra, 7-vuotias, Oxford, Iso-Britannia*_
-
Miten SIM-kortit saavat puhelimen toimimaan? – Leo, 5-vuotias, Sydney, Australia
-
Millaista on olla hävittäjälentäjä? – Torben, kahdeksanvuotias, Sussex, Iso-Britannia
Tämä artikkeli on päivitetty kuvaamaan selkeämmin painovoiman vaikutusta Maan, kuun ja jalkapallon välillä sekä planeettojen liikettä
.