Možná jste už ve škole slyšeli o tom, že celý vesmír a jeho tělesa se nacházejí v určitém gravitačním poli. Planeta Země k sobě přitahuje lidské tělo takzvanou gravitační silou. Co se děje, pokud si stoupneme na váhu? Ukáže nám číslo, které je vlastně jednotkou síly, kterou nás k sobě Země přitahuje.
Stav beztíže rovná se nula kilogramů
Co znamená stav beztíže, asi také všichni dobře víte. Jde o takzvanou mikrogravitaci, kdy na těleso nepůsobí zemská přitažlivost. Vedle tíhové síly působí stejně velká síla odstředivá – ty se pak vyrovnají a nastává beztížný stav. Tento stav nastává zejména při kosmických letech. Astronauti při něm váží nula kilogramů, protože se nepohybují v gravitačním poli, a chybí jim tak gravitační neboli přitažlivá síla. Co se ale s váhou astronautů děje po přistání?
Když v červenci 1969 odstartovala kosmická loď Apollo 11 s trojicí amerických astronautů na palubě, z nichž dva měli přistát na Měsíci, hodně se spekulovalo o tom, kolik budou vyslanci Země po přistání „vážit“. Jen pro představu: skafandr kosmonautů, umožňující přežití v krutých vesmírných podmínkách, měl na Zemi hmotnost téměř 90 kg! Avšak vzhledem k menšímu průměru a menší hmotnosti je na Měsíci všechno 6krát lehčí v porovnání se Zemí – kosmonaut i skafandr.
Přitažlivost je jiná na každé planetě
Kolem roku 2033 se předpokládá realizace pilotované výpravy na Mars. „Pokud kosmonauti přistanou na rudé planetě, budou se potýkat po půlročním pobytu v beztížném stavu s přitažlivostí Marsu. Přestože zde gravitace není tak vysoká jako na Zemi, bude to pro ně určitě tvrdý oříšek, na který se musí připravit jednak během výcviku, ale především v průběhu letu k Marsu,“ píše se na webových stránkách Hvězdárny Valašské Meziříčí. Vzhledem k tomu, že jednotlivé planety mají různou hmotnost, a tím i různě silnou gravitaci, kosmonauti by jejich přitažlivost pociťovali taky odlišně.
Na Zemi vážíme jinak než na Měsíci nebo Jupiteru
Jak to s tou odlišnou váhou ve vesmíru vlastně doopravdy funguje? „Když si stoupneme na váhu, ukazuje nám sílu, kterou na ni působíme díky gravitačnímu poli naší planety. Váhy nám tedy neměří hmotnost, nýbrž tíhu. Kdybych ale na stejnou váhu stoupli třeba na Měsíci, ukázala by šestkrát menší hodnotu. My bychom sice měli stále stejnou hmotnost, ale změnila by se síla, která na nás působí, protože Měsíc je menší,“ vysvětluje Jiří Dušek, ředitel Hvězdárny a planetária Brno. Podle něj se stačí vydat na menší planety a najednou opticky zhubneme, přestože naše hmotnost se nemění. Stokilový muž by na Měsíci vážil například jen kolem 17 kilogramů. Pokud bychom se vydali na největší planetu naší sluneční soustavy, kterou je Jupiter, váha stokilového muže by ukázala téměř 250 kilogramů. Zjednodušeně řečeno – váhy nám neukazují hmotnost, ale sílu, která na ně působí, když si na ně stoupneme. Stejné váhy na povrchu různých planet tak budou ukazovat odlišné hodnoty. I když tlustí nebo hubení bychom byli stále stejně.
Jak se dá vážit planeta?
Hubnutí a přibírání na váze na jiných planetách je fascinující téma, protože váha člověka závisí na gravitaci planet, na které se nachází. Jak už jsme zmínili, váha je vlastně síla, kterou tělo působí na povrch planet v důsledku gravitační přitažlivosti. Tato síla se vypočítává jako součin hmotnosti těla a gravitačního zrychlení planet. Aby mohli vědci zvážit planetu, potřebují vědět dvě věci: jak dlouho trvá objektům, aby oběhly planetu, a jak daleko jsou tyto objekty od planety. Doba, za kterou objekt oběhne planetu, závisí na jeho vzdálenosti od planety a hmotnosti planety. Čím je planeta těžší, tím silněji táhne za blízké objekty – jako jsou měsíce nebo navštěvující kosmické lodě. Tomu tahu říkáme gravitační tah.
Gravitace na jiné planetě
Každá planeta ve Sluneční soustavě má tedy jinou gravitaci kvůli její velikosti a hmotnosti. Zde jsou příklady, jak by se vaše váha změnila na jiných planetách:
Merkur: Gravitace je zde přibližně 0,38násobkem zemské gravitace. Pokud vážíte 75 kg na Zemi, na Merkuru byste vážili jen 28 kilogramů, na Venuši 68 kg, na Měsíci by vaše váha byla 12,8 kilo a na takovém Plutu byste vážili jako štěňátko – pouhých 4,4 kila! Naopak mezi tlouštíky byste patřili na planetě Jupiter, kde by ručička váhy vylétla až na 177 kilogramů. Takže hlavu vzhůru, nevážíte moc, jenom žijete na špatné planetě!
Pojďme si to tedy shrnout – na planetách s nižší gravitací, jako jsou Mars a Merkur, byste „zhubli“, protože vaše váha by byla menší. Naopak na planetách jako Jupiter a Neptun byste „přibrali“ kvůli jejich vyšší gravitaci. Vaše skutečná hmotnost by však zůstala stejná – měnila se jen váha, kterou gravitace na tělo působí.
Vaši váhu na jiných planetách si můžete jednoduše zjistit na této stránce: https://www.exploratorium.edu/explore/solar-system/weight
Zdroje:
https://spaceplace.nasa.gov/planets-weight/en/
https://www.astrovm.cz/cz/pro-navstevniky/aktuality-ak/kolik-bychom-vazili-na-jinych-planetach.html
