Zawartość
Eksploracja kosmosu to temat, który pobudza wyobraźnię ludzi i zmusza ich do zastanowienia się, co dokładnie może się stać, gdy opuszczą bańkę ochronną Ziemi. Po pierwsze, mikrograwitacja przestrzeni lub niższa grawitacja na Księżycu oznacza, że ciała astronautów nie są już przywiązane do ziemi w ten sam sposób. Prawa i definicje badane w fizyce pozwalają określić, jak wpływa to na ich gęstość.
Mass vs. Waga
Po pierwsze, konieczne jest zrozumienie różnicy między masą a wagą. Masa jest miarą ilości materii w obiekcie - w tym przypadku astronauta. Jest to suma ilości obecnych atomów i to samo, czy dana osoba jest na Ziemi, czy w kosmosie. Natomiast waga mierzy wpływ grawitacji na masę obiektu. Oznacza to, że twój ciężar na Ziemi jest kombinacją tego, ile masy znajduje się w twoim ciele i jak mocno Ziemia ciągnie cię w dół do ziemi. Na Księżycu jest tylko jedna szósta grawitacji Ziemi, więc astronauta waży znacznie mniej.
Definiowanie gęstości
Gęstość i masa to powiązane pojęcia. Gęstość to ilość materii na jednostkę objętości. Na przykład astronauta może mieć objętość 65 litrów i masę 68 kilogramów. Jeśli podzielisz jej masę na jej objętość, osiągniesz gęstość 1,05 kilograma na litr. Nie przypadkowo dzieje się tak bardzo blisko gęstości wody, która wynosi 1,00 kilograma na litr. Prawdopodobnie słyszałeś, że ludzie są w ponad połowie wody, więc ma sens to, że mają mniej więcej tę samą gęstość.
Krótka odpowiedź ... Nie
Korzystając z tych pojęć, spójrz na to, co dzieje się z astronautą, który wyrusza z Ziemi na Księżyc. Przechodząc od grawitacji Ziemi do grawitacji Księżyca, astronauta z pewnością się zmienia, ale jego masa pozostaje taka sama. W przestrzeni kosmicznej jest mniejsze ciśnienie powietrza, ale astronauci nie wybuchają jak bąbelki, gdy opuszczą ziemską atmosferę, więc możesz bezpiecznie założyć, że objętość astronauta tak naprawdę się nie zmienia. Jeśli masa i objętość nie zmienią się na Księżycu, możesz wywnioskować, że gęstość astronautów byłaby taka sama.
Ale kilka ostrzeżeń
W tym scenariuszu istnieje niewielka luka, ale ma ona więcej wspólnego z fizjologią niż fizyką. Ludzie tak naprawdę nie są w przestrzeni kosmicznej i tracą gęstość kości, masę mięśniową i płyny, jeśli spędzają dłuższy czas w niskiej grawitacji. Kiedy ludzie stawiają te hipotetyczne pytania, zwykle myślą o sytuacji, w której astronauta jest natychmiast przenoszony z jednego miejsca do drugiego, ale w rzeczywistości jest to długa podróż. Astronauta mógł stracić trochę masy w drodze na Księżyc, a po przybyciu na miejsce byłby nieco mniej gęsty.