Tyngdekraft for ni-årige
Vi har fået en lidt usædvanlig forespørgsel fra Elizabeth Dreifaldt, der er klasselærer i 3. klasse på Bagsværd Friskole:
"Kan I forklare tyngdekraften sådan at en 9-årig pige kan forstå det og derefter forklare det til sine klassekammerater?
Hilsen klasselæreren"
Professor og centerleder John Renner Hansen fra Niels Bohr Institutet har taget udfordringen op:
"Det er noget af en udfordring. Det tog mennesket 1500 år at komme ud af Aristoteles vildrede om, at et tungt legeme falder hurtigere til jorden end et let (Galilei i det skæve tårn) og dertil 200 år at finde en empirisk sammenhæng mellem masser og afstand, Newtons gravitationslov. Men lad mig prøve.
Om tyngdekraften:
To ting, som vejer noget, tiltrækker hinanden. Sådan er det for alle ting, men kraften er så lille, at vi ikke mærker den, når der er tale om små ting i vores dagligdag, fx to billardkugler på et bord. Men hvis den ene kugle erstattes af fx jorden, kan vi tydelig mærke, at billardkuglen bliver trukket ind mod jorden. Faktisk bliver jorden trukket ind mod kuglen med en lige så stor kraft, men da jorden er så tung, mærker vi ikke, at det sker.
Tilbage til de to kugler på bordet. Hvis der ikke er nogen form for gnidning, ville man se, at de to kugler bevæger sig hen mod hinanden, ganske langsomt.
Man ville også observere at accelerationen, det vil sige hvor hurtigt hastigheden stiger, reduceres til en fjerdedel hvis afstanden fordobledes.
Det kaldes afstandskvadratloven.
Hvis man erstattede den ene kugle med en, der er dobbelt så tung, vil den kugle, som ikke er erstattet, accelere dobbelt så hurtigt. Derfor er tyngdekraften på månens overflade meget mindre end på jordens overflade.
Disse grundlæggende ting kan ikke udledes teoretisk endnu, det bygger rent på observation. Isaac Newton udtrykte det hele i en enkelt formel, som han fandt frem til ved at bruge observationer af planeternes baner rund om solen. En af hans store fortjenester var at fastslå, at den kraft som trækker et æble til jorden, er den samme kraft, som holder planeterne i deres bane rundt om solen og solen på plads i mælkevejen. Han forenede de himmelske og de jordiske kræfter.
Galilei fandt ved at kaste forskellige ting ud fra det skæve tårn i Pisa, at alle ting falder lige hurtigt til jorden. Før da mente man, at tunge ting faldt hurtigere. Men det kan ikke logisk passe. Tænk på et par tvillinger som vejer lige meget. De hopper samtidigt ud fra en vippe og rammer vandet samtidigt. Nu går de op og hopper ud med hinanden i hænderne, hvorved de bliver til et dobbelt så tungt legeme, men deres faldhastighed vil ikke ændre sig af den grund, heller ikke hvis klamrede sig tæt til hinanden."
Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julie M. Callesen, jmc@ing.dk.
Utætheder skyldes uvidenhed og byggesjusk
Er mørkt stof en negativ tyngdekraft?





