Nie­waż­kość w pudełku

 

Na począ­tek chciał­bym zachę­cić do zapo­zna­nia się z apli­ka­cją Phy­phox któ­ra jest dostęp­na na urzą­dze­nia mobil­ne z sys­te­mem andro­id i ios. Pozwa­la ona wyko­rzy­stać czuj­ni­ki jakie znaj­du­ją się we współ­cze­snych tele­fo­nach komór­ko­wych do eks­pe­ry­men­tów fizycz­nych. Oprócz bie­żą­ce­go ich sta­nu, moż­li­we jest reje­stro­wa­nie oraz eks­port danych, a tak­że ryso­wa­nie prze­bie­gu w posta­ci wykresów.

Gdy roz­ma­wia­my o Wszech­świe­cie i lotach kosmicz­nych nie­od­łącz­nym poja­wia się temat nie­waż­ko­ści. Kie­dy pada pyta­nie co to jest nie­waż­kość, w odpo­wie­dzi czę­sto pada stwier­dze­nie „to brak gra­wi­ta­cji”. A tym­cza­sem nie zawsze tak jest. Odna­le­zie­nie miej­sca, w któ­rym nie wystę­pu­je żad­na gra­wi­ta­cja wca­le nie jest takie pro­ste (o ile w ogó­le możliwe).
Ziem­ska gra­wi­ta­cja nie koń­czy się gwał­tow­nie parę kilo­me­trów nad naszą pla­ne­tą. Na wyso­ko­ści oko­ło 410km nad pozio­mem morza (wyso­kość na któ­rej znaj­du­je się sta­cja kosmicz­na ISS) siła gra­wi­ta­cji osią­ga war­tość 88,2%, z tej jaka panu­je na powierzch­ni Ziemi.

Nie­waż­kość zwią­za­na jest z odczu­wa­niem cię­ża­ru wła­sne­go cia­ła. Załóż­my że sie­dzi­my na krze­śle. Gra­wi­ta­cja doci­ska nas do nie­go (prze­ciw­sta­wia­jąc się jej czu­je­my wła­sny cię­żar). Gdy­by nagle krze­sła nie było, albo gdy­by spa­da­ło razem z nami to znaj­do­wa­li­by­śmy się w sta­nie nieważkości.

Pro­po­nu­ję prze­pro­wa­dzić pro­sty eksperyment.

Dzi­siaj do nasze­go eks­pe­ry­men­tu wyko­rzy­sta­my akce­le­ro­metr – czuj­nik mie­rzą­cy przy­spie­sze­nie, dzia­ła­ją­ce na tele­fon.

 

Znajdź pro­szę pudeł­ko i włóż do środ­ka nie­wiel­ki przed­miot. Ja posłu­żę się pudeł­kiem ude­ko­ro­wa­nym wewnątrz przez dzie­ci oraz figur­ka­mi lego.

 

 

Następ­nie stań w poko­ju tak abyś miał w oko­ło wol­ne miej­sce oraz nie będziesz miał lam­py nad sobą. Pod­skocz trzy­ma­jąc pudeł­ko i obser­wuj zacho­wa­nie przedmiotów.

 

 

UWAGA: zamiesz­czo­ny film został zwol­nio­ny aby efekt był wyraź­niej zauważalny.

 

Teraz do pudeł­ka włóż dodat­ko­wo tele­fon komór­ko­wy (możesz usu­nąć inne przed­mio­ty aby nie uszko­dzić tele­fo­nu). Wcze­śniej uru­chom apli­ka­cje Phy­phox, wybierz opcję „Przy­spie­sze­nie (zawie­ra g)”, prze­łącz zakład­kę na „cał­ko­wi­te” i uru­chom reje­stra­cje danych za pomo­cą przy­ci­sku „play”

 

 

Kie­dy sta­niesz nie­ru­cho­mo i tele­fon będzie leżał na dnie pudeł­ka odczy­ty powin­ny oscy­lo­wać w oko­li­cy 9,81 m/s².

Następ­nie pod­skocz tak jak poprzed­nio (zacho­wu­jąc środ­ki ostrożności).

 

 

Zatrzy­maj reje­stra­cję danych w pro­gra­mie Phy­phox i obej­rzyj uzy­ska­ny wykres. Mój wyglą­da tak:

 

 

 

Prze­ana­li­zuj­my sobie teraz prze­bieg nasze­go eksperymentu.

Faza 1. Za pomo­cą mię­śni nóg odbi­ja­my się od podłoża.
Faza 2. Wzno­si­my się do góry.
Faza 3. Docie­ra­my do naj­wyż­sze­go punktu.
Faza 4. Opa­da­my w kie­run­ku podłoża.
Faza 5. Doty­ka­my pod­ło­ża rów­no­cze­śnie hamując.

Oznacz­my te fazy na wykresie:

 

 

Inte­re­su­ją­ca dla nas jest faza trze­cia i czwar­ta. To w niej wska­za­nie akce­le­ro­me­tru wyno­si zero. A nasze lud­ki doświad­cza­ją sta­nu nieważkości.

 

 

Nie­ste­ty w naszym eks­pe­ry­men­cie trwa ona mniej niż pół sekundy.

Moż­na ten czas wydłu­żyć. Poni­żej wykres spad­ku swo­bod­ne­go z wyso­ko­ści oko­ło 3,5 metra.

 

 

 

Lot para­bo­licz­ny

Ist­nie­je moż­li­wość doświad­cze­nia sta­nu nie­waż­ko­ści nie lecąc w kosmos. Są fir­my umoż­li­wia­ją­ce lot samo­lo­tem w trak­cie któ­re­go przez krót­ki czas moż­na poczuć się jak na sta­cji kosmicznej.

Poni­żej tele­dysk zre­ali­zo­wa­ny wła­śnie w cza­sie takie­go lotu.

 

 

Phy­phox

Andro­id

iOS

Łukasz Maśla­niec