Có phải một người sẽ trở nên nhẹ hơn khi họ tiến ra xa Trái đất? Nếu vậy, có phải họ sẽ nặng hơn khi tiến về phía tâm Trái đất, ví dụ như đi vào một hầm mỏ dưới lòng đất?
Lực hút hấp dẫn, và do đó trọng lượng, ở trên núi thì nhỏ hơn tại mức nước biển. Nhưng khối lượng của bạn thì không đổi. (Ảnh: AlexSava/iStockphoto)
Trọng lượng là cách chúng ta thường mô tả cái những cái cân cho chúng ta biết, nhưng trọng lượng của chúng ta thật ra là một cái khác.
“Khi bạn leo lên cái cân và nó cho bạn biết bạn nặng 50 kilogram, thì đó không phải là trọng lượng của bạn. Đó thật ra là khối lượng của bạn,” tiến sĩ Nicole Bell thuộc trường Đại học Melbourne, Australia cho biết. “W = mg. Nghĩa là trọng lượng bằng khối lượng nhân với gia tốc trọng trường.”
Trọng lượng không đo theo kilogram, mà đo bằng newton.
“Ví dụ, gia tốc trọng trường đối với một người đang đứng trên mặt đất là 9,8 mét trên giây bình phương. Nếu khối lượng của tôi là 50 kilogram và tôi đang đứng trên mặt đất, thì tôi nhân nó với 9,8 và trọng lượng của tôi là 490 newton,” Bell giải thích.
Đi lên cao khỏi mặt đất
Khi bạn tiến ra xa mặt đất, khối lượng của bạn không đổi nhưng trọng lượng của bạn giảm vì lực hút hấp dẫn giảm.
Ví dụ, một nhà du hành đang quay xung quanh Trái đất và đang lơ lửng không trọng lượng trong cabin vẫn có cùng khối lượng. Nếu có thể đặt họ lên cân trong tình huống đó thì họ sẽ có số kilogram bằng như khi họ ở trên mặt đất. Tuy nhiên, trọng lượng của họ theo newton sẽ giảm đi.
“Khi bạn đứng trên mặt đất, bạn chịu sức nặng trọng lượng bởi vì bạn nhận lực mặt đất đẩy lên chân bạn,” Bell giải thích.
“Sự cảm nhận trọng lượng qua phản lực của mặt đất đẩy lên bạn khi bạn đang đạp chân xuống đất, vì trọng lực đang hút bạn xuống. Nếu bạn ở trong một phi thuyền vũ trụ thì bạn không cảm nhận sức nặng nữa vì bạn không có mặt đất đẩy bạn lên.”
Lực hút hấp dẫn cũng sẽ biến đổi chút ít khi bạn đi ra xa khỏi mặt đất, biến thiên theo độ cao và địa hình địa phương, vì Trái đất không phải là quả cầu hoàn hảo. Nhưng nói đại thể, lực hút hấp dẫn, và do đó trọng lượng, ở trên núi thì nhỏ hơn tại mực nước biển.
Tại tâm của Trái đất
Vậy lực hút hấp dẫn sẽ như thế nào nếu bạn đi xuống dưới mặt đất, tiến về phía tâm Trái đất? Có phải trọng lượng của bạn tính theo newton sẽ tăng lên, cùng với cảm giác trở nên nặng hơn?
Không phải. Thật ra xảy ra cái ngược lại. Khi bạn đi sâu xuống lòng đất, trong một hầm mỏ chẳng hạn, thì trọng lực giảm đi. Trọng lượng và lực hút hấp dẫn tiếp tục giảm khi bạn tiến về phía tâm Trái đất.
“Hãy tưởng tượng bạn đang đứng trên một loạt quả cầu nhỏ hơn, nhỏ hơn, và nhỏ hơn nữa. Với mỗi quả cầu lực hấp dẫn tác dụng nhỏ hơn.”
“Nếu bạn đứng tại tâm Trái đất, giả sử như có thể, và bạn có Trái đất vây xung quanh bạn, thì bạn bị hút như nhau theo mọi hướng và tác dụng tổng hợp là chúng triệt tiêu nhau hết. Không có lực hút hấp dẫn nữa và bạn ở trạng thái không trọng lượng,” Bell nói.
Nhưng khối lượng của bạn vẫn không thay đổi. (Tất nhiên nó có thể thay đổi nếu bạn đang có kế hoạch giảm cân hoặc bồi bổ cơ thể!)
123physics (thuvienvatly.com)
Nguồn: abc.net.au
