Este mare forța gravitațională?

„Dacă nu am vedea corpuri care cad în fiecare minut, am socoti că este un lucru foarte surprinzător”, a scris celebrul astronom francez Arago. Prin forța obișnuinței privim gravitația, atracția pe care o are Pământul pentru tot ce este pe el, natural și obișnuit. Dar când ni se spune că și obiectele se atrag unele pe altele, cu greu ne vine să credem, din moment ce, în general, nu o observăm niciodată.

De ce, într-adevăr, legea gravitației nu se manifestă întotdeauna? De ce nu vedem niciodată mese, pepeni verzi sau oameni care să se atragă unul pe altul? Deoarece pentru obiectele mici, forța de atracție este extrem de mică. Hero este o instanță grafică. Două persoane aflate la o distanță de doi metri între ele se atrag una pe cealaltă. Dar forța exercitată este mică, fiind sub 0,01 mg pentru persoanele cu greutate medie. Cu alte cuvinte, două persoane se atrag una pe cealaltă cu aceeași forță pe care o exercită o greutate de 0,00001 grame asupra tăvii cântarului. Doar tipul extrem de sensibil de cântare pe care oamenii de știință îl folosesc în laboratoarele lor va putea înregistra o greutate atât de mică. Este de la sine înțeles că această forță nu ne va afecta niciodată, fiind complet compensată de frecarea dintre tălpi și podea. Pentru a împinge o persoană care stă pe o podea de lemn – unde frecarea dintre tălpi și podea este echivalentă cu 30% din greutatea sa – trebuie să exerciți o forță de cel puțin 20 kg. Și a compara asta cu atracția neglijabilă a sutimei de miligram este pur și simplu ridicol. Un miligram este o miime de gram; un gram este o miime de kilogram, în consecință 0,01 mg este exact jumătate din o mie de milionime din forța necesară pentru a trage o persoană! Nu e de mirare că în circumstanțe obișnuite nu observăm niciodată atracția reciprocă care există între obiecte!

(Atracția Soarelui curbează traiectoria Pământului (E). Inerția ar face ca Pământul să meargă pe tangenta EE.)

Dar dacă frecarea ar fi inexistentă, nimic nu ar putea împiedica chiar și cea mai slabă tragere să aducă corpurile împreună. În cazul nostru al unei forțe de 0,01 mg, totuși, viteza cu care cele două persoane ar gravita una spre cealaltă ar fi neglijabilă. În lipsa frecării, două persoane, la 2 metri una de cealaltă, s-ar apropia cu 3 cm în prima oră, cu 9 cm în următoarea oră și cu 15 cm în cea de-a treia oră; după cum vedeți, viteza crește, cu cât cei doi se apropie mai mult; cu toate acestea, ar dura încă cinci ore înainte ca cele două persoane să fie împreună.

Gravitația este evidentă în cazurile în care frecarea nu prezintă obstacole sau, cu alte cuvinte, în cazul corpurilor în repaus. Aceasta va acționa asupra unei greutăți care atârnă pe o bucată de fir, determinând-o să atârne vertical în jos. Cu toate acestea, dacă există un obiect masiv, acesta va trage greutatea spre sine, făcând firul să se abate ușor de la verticală în direcția rezultantei dintre gravitație și tracțiunea obiectului masiv. Acest lucru a fost observat pentru prima dată de Maskolyne în 1775 lângă un munte mare din Scoția. El a comparat deviația firului cu plumb cu direcția către polul ceresc de pe ambele părți ale muntelui. Experimentele ulterioare, mai elaborate, efectuate cu ajutorul unor scale special concepute, au permis oamenilor de știință să măsoare cu precizie forța gravitației.

Forța de atracție între mase mici este neglijabilă. Pe măsură ce masele cresc, la fel și forța de atracție crește în mod corespunzător, direct proporțional cu produsul lor. Mulți, totuși, sunt predispuși să exagereze această forță. Un anume om de știință — e adevărat nu fizician, ci zoolog — a încercat să mă asigure că atracția reciprocă frecvent observată între nave pe mare se datora gravitației. O socoteală va arăta imediat că gravitația nu are nicio contribuție la ea. Două nave de luptă de 25.000 de tone se vor atrage reciproc cu o forță de numai 400 g, atunci când se află la o distanță de 100 m. Acest lucru este în mod natural mult prea puțin pentru a determina mișcarea navelor. Vom explica în altă parte cauza reală a acestei misterioase afinități între nave, una care ține de proprietățile lichidelor.

Deși neglijabilă în cazul maselor mici, gravitația se dovedește a fi o forță destul de mare atunci când avem de-a face cu masele colosale ale obiectelor cerești. Chiar și îndepărtata planetă Neptun, de pe marginea sistemului solar, atrage Pământul spre sine cu o forță de 18 milioane de tone. În ciuda distanței uriașe dintre noi și Soare, doar gravitația împiedică Pământul să se îndepărteze de orbită. Dacă Soarele ar înceta să-și exercite atracția, această planetă a noastră s-ar năpusti pe o tangentă cu orbita sa pentru a alerga cu capul înainte în infinitele mendre ale spațiului.

(Traducere și adaptare de Nicolae Sfetcu din Yakov Perelman – Занимательная физика. © 2022 MultiMedia Publishing)