Làm thế nào để mô phỏng bước đi trên mặt trăng — Không rời

Ngay cả khi độ lớn của lực hấp dẫn và lực nổi bằng nhau, có một vị trí khác nhau cho trọng tâm và lực nổi sẽ có nghĩa là vật thể (hoặc con người) sẽ không ở trạng thái cân bằng. Đây là một minh chứng nhanh mà bạn có thể thử. Lấy một cây bút chì và đặt nó trên bàn sao cho nó hướng ra xa bạn. Bây giờ đặt các ngón tay phải và trái của bạn ở đâu đó gần giữa bút chì và đẩy chúng về phía nhau. Nếu bạn dùng cả hai ngón tay đẩy với một lực bằng nhau, bút chì sẽ chỉ nằm ở đó. Bây giờ dùng tay phải đẩy về phía đầu bút chì và dùng tay trái đẩy về phía cục tẩy. Ngay cả khi các lực như nhau, bút chì sẽ quay.

Đây chính xác là những gì xảy ra với lực hấp dẫn và lực nổi đối với một người dưới nước. Nếu lực hấp dẫn và lực nổi đẩy với độ lớn bằng nhau và ngược chiều nhau thì người đó có thể quay nếu trọng tâm và trọng tâm của lực nổi ở các vị trí khác nhau.

Có một vấn đề khác khi đi bộ dưới nước: nước. Đây là một thử nghiệm khác. Lấy tay của bạn và vẫy tay qua lại như thể bạn đang quạt một chút không khí. Bây giờ lặp lại điều đó dưới nước. Bạn sẽ nhận thấy rằng trong môi trường nước, việc di chuyển bàn tay của bạn sẽ khó hơn rất nhiều. Điều này là do tỷ trọng của nước là khoảng 1.000 kg trên mét khối, nhưng không khí chỉ là 1,2 kg / m³. Nước cung cấp một lực cản đáng kể bất cứ khi nào bạn di chuyển. Đó không phải là điều sẽ xảy ra trên mặt trăng, vì không có không khí. Vì vậy, nó không phải là một trình mô phỏng hoàn hảo.

Tuy nhiên, phương pháp dưới nước này có một lợi thế: Bạn có thể xây dựng sàn của một hồ bơi để nó trông giống như bề mặt bạn muốn khám phá trên mặt trăng.

Phương pháp Einstein

Albert Einstein đã làm được nhiều hơn thế ngoài việc phát triển phương trình nổi tiếng E = mc², đưa ra mối quan hệ giữa khối lượng và năng lượng. Ông cũng đã có những nghiên cứu quan trọng về lý thuyết tương đối rộng, mô tả tương tác hấp dẫn là kết quả của sự bẻ cong của không thời gian.

Vâng, nó phức tạp. Nhưng từ lý thuyết đó, chúng ta cũng có được nguyên lý tương đương. Điều này nói rằng bạn không thể phân biệt được sự khác biệt giữa trường hấp dẫn và hệ quy chiếu gia tốc.

Hãy để tôi đưa ra một ví dụ: Giả sử bạn đi vào thang máy. Điều gì xảy ra khi cánh cửa đóng lại và bạn nhấn nút lên tầng cao hơn? Tất nhiên, thang máy đang ở trạng thái nghỉ và cần có một vận tốc nào đó theo hướng đi lên để tăng tốc đi lên. Nhưng nó làm gì cảm thấy như khi thang máy tăng tốc đi lên? Cảm giác như bạn nặng hơn.

Điều ngược lại xảy ra khi thang máy giảm tốc độ hoặc tăng tốc theo hướng đi xuống. Trong trường hợp này, bạn cảm thấy nhẹ nhàng hơn.

Einstein nói rằng bạn có thể coi gia tốc đó như một trường hấp dẫn theo hướng ngược lại. Trên thực tế, ông cho biết không có sự khác biệt giữa thang máy đang tăng tốc và trọng lực thực. Đó là nguyên tắc tương đương.

Được rồi, hãy chuyển sang một trường hợp cực đoan: Giả sử thang máy đang chuyển động với gia tốc hướng xuống là 9,8 m / s², có cùng giá trị với trường hấp dẫn của Trái đất. Trong hệ quy chiếu của thang máy, bạn có thể coi đây là trường hấp dẫn hướng xuống từ Trái đất và trường hướng lên theo hướng ngược lại do gia tốc. Vì hai trường này có cùng độ lớn nên trường ròng sẽ bằng không. Nó sẽ là chỉ giống như có một người trong một chiếc hộp mà không có không tí nào trường hấp dẫn. Người sẽ không trọng lượng.