Саманта Кристофоретти: Барицентрические мячи в космосе
[музыка] Привет! С вами астронавт Саманта Кристофере. Я живу, работаю и провожу исследования на борту Международной космической станции. В течение месяца хочу рассказать вам сегодня о разных объектах с неодинаковой массой. Один из них я, другие два - абсолютно одинаковых бейсбольных меча. Эти ценные мечи принадлежат члену нашего экипажа Тери, который любезно одолжил их мне. Этот мяч почти такого же размера, чуть меньше. Однако, как мы увидим позже, его масса меньше.
Как видите, свободно парит. Считается, что объекты в космосе невесомы, но это не значит, что здесь не действует гравитация. Посмотрим на уравнение; оно позволяет определить силу тяжести на поверхности планеты. У нас есть большая G, которая называется постоянной Ньютона, хотя вообще-то она была введена лишь спустя 70 лет после смерти Исаака Ньютона. Генри Кавендиш.
Ещё у нас есть большая M - это масса Земли в килограммах, получается около 6 миллионов миллионов миллионов миллионов килограмм. Большая R обозначает радиус Земли в метрах, примерно 6370 м. Вставляя числа, мы получаем маленькую g, равную 9.981, которая может быть выражена в ньютонах на килограмм. Что обозначает величину веса на килограмм объекта в этой конкретной точке гравитационного поля.
Также вполне можно выразить её через метры в секунду в квадрате. Это и есть ускорение свободного падения в гравитационном поле Земли. Мы можем сделать расчёт для Международной космической станции: просто прибавим к радиусу Земли высоту МКС над поверхностью планеты, что составляет около 400 км. И получаем маленькую g, равную примерно 8.7. A на поверхности планеты у нас 9.81, что на 10% больше.
Телесная сила притяжения здесь на МКС немного меньше, но совсем немного. Так почему же, при наличии гравитации, я свободно парю? Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо ввести понятие свободного падения. Для этого воспользуемся вот такой моделью Земли, а поможет нам наш местный талисман Пакси. Слышали о такой? Привет, Пакси!
Международной космической станции. И в целях нашей маленькой демонстрации давайте представим, что Пакси - это МКС. Как мы только что вычислили, сила тяжести здесь, на высоте 400 км, всего лишь на 10% меньше, чем земная. Так почему же, если Земля притягивает нас, я, Пакси и вся космическая станция ещё не рухнули на землю? Суть в том...