Strona głównaPytania → Środek ciężkości, opady atmosferyczne, i...

Środek ciężkości, opady atmosferyczne, i balony z helem

Pytanie

Pyta Klara

1. Dlaczego niemożliwe jest wstanie z krzesła, nie wysuwając przy tym do przodu rąk ani głowy?
2. Skąd biorą się opady atmosferyczne z bezchmurnego nieba?
3. Dlaczego pchając wózek z zaczepionymi na nim balonami z helem, balony „wędrują” do przodu, a nie jak to być powinno (według zasady bezwładności) do tyłu?

Odpowiedź

Odpowiada dr Grzegorz Brona

1. Wysuwając ręce, głowę lub generalnie pochylając ciało do przodu, sprawiamy że nasz środek ciężkości jest nad punktem podparcia (stopy). Dzięki temu możemy w czasie procesu wstawania zachować równowagę. Generalnie można wstać nie wysuwając się do przodu. W tym wypadku jednak musimy się podeprzeć za sobą rękami. Ten sposób również zapewni, że nasz środek ciężkości będzie pomiędzy punktami podparcia.

2. Skoro ryby mogą (podobno) spadać z nieba, to nic nie powinno nas zadziwić. :) W tym wypadku winnego należy szukać w niedalekiej odległości od miejsca, w którym świeci Słońce. Jest nim zapewne jakaś pobliska chmura (może nawet burzowa) oraz dość silny wiatr, który powoduje, że opad jest przenoszony na pewną odległość od niej.

3. Moja 7-letnia córka czasami do naszego samochodu wsiada z balonem wypełnionym helem. W momencie, w którym samochód przyśpiesza balon rzeczywiście przesuwa się do przodu samochodu. Zabawny ten efekt związany jest z tym, że w momencie przyśpieszania powietrze, pierwotnie jednorodnie wypełniające cały samochód, gromadzi się bardziej z tyłu samochodu. Powstaje niewielka różnica ciśnień. Hel jest mniej gęsty od powietrza i balon jest „wyparty” do przodu. Identyczne zjawisko można obserwować wypuszczając z ręki balon na powietrzu. Balon z helem odlatuje naturalnie w górę, w kierunku niższej gęstości powietrza. W tym wypadku to przyśpieszenie grawitacyjne, skierowane pionowo, odpowiedzialne jest za różnicę ciśnień, w przypadku samochodu pojawia się dodatkowe przyśpieszenie układu skierowane poziomo.  Można powiedzieć wręcz, że obserwowany efekt jest przejawem fundamentu Ogólnej Teorii Względności, tzw. zasady równoważności, która mówi, że grawitacja i przyśpieszenie spowodowane innymi czynnikami są nierozróżnialne.