آسانسورها این قابلیت را دارند که کمی درک فرد از جاذبه را تغییر دهند. به محض اینکه شروع به حرکت به سمت پایین می کند، آن را احساس می کنیم – برای یک ثانیه، احساس می کنیم که دارد سنگین تر و سنگین تر می شود. و با کاهش سرعت آسانسور، فشار ضعیف می شود. اما چرا این اتفاق می افتد؟ پورتال livescience.com آن را مورد سوال قرار داد.
پاسخ کوتاه ساده است – فرد در دو زمان احساس سنگینی می کند: لحظه ای که آسانسور شروع به حرکت می کند و لحظه ای که آسانسور پس از پایین آمدن سرعت خود را کاهش می دهد. اما توضیح این احساسات بستگی به این دارد که «وزن» در واقع چیست و بدن انسان چه چیزی را می تواند حس کند.
در فیزیک، وزن را می توان حداقل به عنوان سه ایده به هم پیوسته درک کرد: جرم (یک جسم از چه مقدار ماده ساخته شده است)، نیروی گرانش روی جسم، و نیرویی که با آن ترازو جسم را به سمت بالا می راند. اگر یکی ثابت باشد، ممکن است هر سه به یک اندازه درگیر باشند. اما هنگامی که آسانسور شروع به افزایش یا کاهش سرعت می کند، پاسخ متفاوت است.
جرم فرد بسته به حرکت آسانسور تغییر نمی کند. گرانش روی سطح زمین اساساً در طبقات بالایی و پایینی یک ساختمان یکسان است. فقط تعریف سوم تغییر می کند – ترازو چقدر فرد را بالا می برد. این رانش است که با استفاده از مقیاس کف معمولی اندازه گیری می شود.
این پاسخ ممکن است کمی گیج کننده به نظر برسد، بنابراین بیایید فضانوردان حاضر در ISS را به عنوان مثال در نظر بگیریم. گرانش زمین و ایستگاه فضایی تقریباً مشابه سطح این سیاره است، اما فضانوردان آن را احساس نمی کنند. نه به این دلیل که گرانش به طور جادویی در مدار ناپدید می شود، بلکه به این دلیل که انسان ها در ایستگاه فضایی بین المللی همیشه در حالت سقوط آزاد به سمت زمین هستند.
ایستگاه فضایی بین المللی با سرعتی بیش از 27300 کیلومتر در ساعت به صورت افقی در حال حرکت است. همانطور که زمین می افتد، زمین زیر آن خم می شود، بنابراین ایستگاه سیاره را لمس نمی کند بلکه به طور مداوم از آن عبور می کند. نتیجه یک کاهش مداوم و مداوم است. از آنجا که فضانوردان و ایستگاه با سرعت یکسانی به هم میافتند، هرگز از «کف» بیرون رانده نمیشوند – و این همان چیزی است که ما به عنوان وزن احساس میکنیم. اگر سطح زمین مانع از سقوط ما شود و فرد را به سمت بالا هل دهد، در مدار هیچ نیروی رانش مشابهی وجود ندارد: فضانوردان تحت تأثیر گرانش هستند، اما هیچ چیز سقوط آنها را کاهش نمی دهد. به همین دلیل است که احساس بی وزنی وجود دارد.
حرکت آسانسور به سرعت میزان رانده شدن فرد از کف را تغییر می دهد. همانطور که شروع به حرکت به سمت بالا می کنیم، در داخل کابین نیز به سمت بالا شتاب می گیریم. کف از پایین به شدت فشار می آورد و احساس سنگینی می کنیم. برای زمینه، شتاب اضافی در یک آسانسور معمولی 1 متر بر ثانیه مربع یا 1/10 گرانش زمین است. اگر یک فرد به طور معمول 68 کیلوگرم وزن داشته باشد، حرکت آسانسور به سرعت 10٪ به وزن آن فرد اضافه می کند – و نتیجه 75 کیلوگرم خواهد بود.
وقتی آسانسور به سرعت ثابت رسید، شتاب متوقف می شود. گرانش به تعادل باز می گردد حتی اگر فرد همچنان در حال حرکت باشد. اما هرچه به طبقه مورد نظر نزدیکتر میشود، آسانسور شروع به کند شدن میکند – و دقیقاً اثر معکوس رخ میدهد. با وجود اینکه همچنان به سمت بالا حرکت میکردیم، آسانسور همچنان سرعت خود را افزایش میداد تا سرعت مسافران را کمی کند کند. جاذبه تغییر نمی کند، اما چون آسانسور اکنون به سمت پایین حرکت می کند، فشار کمتری را احساس می کنیم و جرم روی ترازو کاهش می یابد.