Strona głównaPytania → Czym jest nieważkość?

Czym jest nieważkość?

Pytanie

Pyta Agnieszka

Wg Wikipedii: Nieważkość – stan, w którym działające na układ ciał siły zewnętrzne nie wywołują wzajemnych ciśnień (nacisków) części układu na siebie, a wewnętrzne oddziaływania grawitacyjne są pomijalne. […] W szczególności nieważkość występuje, gdy na ciało działa tylko siła grawitacji.

Czy grawitacja może wywołać nacisk wewnątrz układu? Na poniższym rysunku symbolicznie została przedstawiona ziemia i lina która w czasie 0 jest prosta. Czy po upływie dowolnego czasu lina zacznie wyginać się w kierunku ziemi? Jeżeli to zjawisko miałoby miejsce, pole grawitacyjne poprzez wywołanie oddziaływań na linie wykluczyłoby jej przebywanie w stanie nieważkości. Oznaczałoby to, że grawitacja wyklucza nieważkość. Odnośnik do rysunku http://ifotos.pl/z/sswrqpq

Odpowiedź

Odpowiada Andrzej Okołów

Stwierdzenie „W szczególności nieważkość występuje, gdy na ciało działa tylko siła grawitacji” jest w ogólności nieprawdziwe. Aby było prawdziwe, pole grawitacyjne musiałoby każdemu punktowi danego ciała nadawać takie samo przyspieszenie, co w ogólności jest wykluczone przez fakt niejednorodności tego pola. Przykład liny opisany w pytaniu jest właśnie przykładem ciała umieszczonego w niejednorodnym polu grawitacyjnym — w chwili $t=0$ na środek liny znajdujący się bliżej źródła pola działa większe przyspieszenie niż na końce liny znajdujące się dalej od źródła. W konsekwencji w linie pojawią się naprężenia wykluczające stan nieważkości.

Zatem ściśle rzecz biorąc stan nieważkości może pojawić się jedynie w bardzo szczególnych przypadkach, tzn. w polu jednorodnym.

Natomiast z przybliżonym stanem nieważkości możemy mieć do czynienia w sytuacji, w której rozmiary ciała są tak małe, że w jego obrębie pole grawitacyjne zmienia się bardzo nieznacznie wywołując naprężenia o zaniedbywalnej wielkości.