كيفية الركض على القمر

عند توقف المصعد، تكون القوتان متساويتان ومتعاكستان، والقوة المحصلة تساوي صفرًا. لكن إذا كنت تتسارع إلى الأعلى، فيجب أن تكون القوة المحصلة أيضًا إلى الأعلى. وهذا يعني أن القوة العمودية تتجاوز قوة الجاذبية (الموضحة بطول السهمين أعلاه). وانت ايضا يشعر أثقل عندما تزيد القوة العمودية. يمكننا أن نطلق على القوة العمودية اسم “الوزن الظاهري”.

احصل عليه؟ أنت في هذا الصندوق، ويبدو أن لا شيء يتغير، ولكنك تشعر أنك تنجذب إلى الأسفل بفعل الجاذبية القوية. ذلك لأن الخاص بك الإطار المرجعي، عربة المصعد التي تبدو بلا حراك، هي في الواقع تتجه نحو الأعلى. في الأساس، نحن نتحول من الكيفية أنت رؤيته داخل النظام لكيفية شخص ما الخارج يراها النظام.

هل يمكنك بناء مصعد على القمر وجعله يتسارع بالسرعة الكافية لاستعادة وزنك الأرضي؟ من الناحية النظرية، نعم. وهذا ما ينص عليه مبدأ التكافؤ لأينشتاين: لا يوجد فرق بين مجال الجاذبية والإطار المرجعي المتسارع.

حل دوار

لكن كما ترى المشكلة: للاستمرار في التسارع للأعلى ولو لبضع دقائق، يجب أن يكون عمود المصعد طويلًا بشكل سخيف، وسرعان ما ستصل إلى سرعات سخيفة بنفس القدر. لكن انتظر! هناك طريقة أخرى لإنتاج التسارع: التحرك في دائرة.

إليك لغز فيزيائي: ما هي أدوات التحكم الثلاثة في السيارة والتي تجعلها تتسارع؟ الجواب: دواسة البنزين (للزيادة)، الفرامل (لإبطاء السرعة)، وعجلة القيادة (لتغيير الاتجاه). نعم كل هذه تسارعات!

تذكر أن التسارع هو معدل تغير السرعة، وإليكم الأمر الأساسي: السرعة في الفيزياء هي ناقل. لها مقدار نسميه سرعتها، ولكن لها أيضًا اتجاهًا محددًا. أدر السيارة وأنت تتسارع، حتى لو لم تتغير سرعتك.

إذن ماذا لو كنت تقود سيارتك في دائرة؟ وبعد ذلك سوف تتسارع باستمرار دون الذهاب إلى أي مكان. وهذا ما يسمى تسارع الجاذبية (أ_ج)، مما يعني مركز التأشير: الجسم الذي يتحرك في دائرة يتسارع باتجاه المركز، ويعتمد مقدار هذا التسارع على السرعة (الخامس) ونصف القطر (ر):