هل لدى رواد الفضاء كثافة أقل على سطح القمر؟

المحتوى

• كتلة مقابل وزن
• تحديد الكثافة
• الجواب المختصر ... لا
• لكن القليل من التحذيرات

استكشاف الفضاء هو موضوع يلتقط تصورات الناس ويتحدىهم للتفكير في ما قد يحدث بالضبط عندما يغادرون فقاعة الأرض الواقية. فمن ناحية ، تعني الجاذبية الصغرى للفضاء أو الجاذبية المنخفضة على سطح القمر أن أجسام رواد الفضاء لم تعد مربوطة بالأرض بالطريقة نفسها. تسمح لك القوانين والتعاريف التي تمت دراستها في الفيزياء بتحديد كيفية تأثير ذلك على كثافتها.

كتلة مقابل وزن

أولاً ، من الضروري فهم الفرق بين الكتلة والوزن. الكتلة هي مقياس لمدى وجود المادة في جسم ما - في هذه الحالة ، رائد فضاء. إنها حصيلة كمية الذرات الموجودة ، وهي نفس ما إذا كان الشخص على الأرض أو في الفضاء. الوزن ، من ناحية أخرى ، يقيس تأثير الجاذبية على كتلة الجسم. هذا يعني أن وزنك على الأرض هو مزيج من مقدار الكتلة الموجودة في جسمك ومدى صعوبة جرتك للأرض نحو الأرض. على القمر ، لا يوجد سوى سدس وزن الأرض ، وهكذا يزن رائد الفضاء أقل بكثير.

تحديد الكثافة

الكثافة والكتلة من المفاهيم ذات الصلة. الكثافة هي مقدار المادة لكل وحدة حجم. على سبيل المثال ، قد يصل حجم رواد الفضاء إلى 65 لترًا وكتلة تبلغ 68 كيلوجرامًا. إذا قسمت كتلتها إلى حجمها ، فستصل الكثافة إلى 1.05 كجم لكل لتر. ليس من قبيل الصدفة أن يحدث هذا بالقرب من كثافة المياه التي تبلغ 1.00 كيلوغرام لكل لتر. ربما سمعت أن البشر أكثر من نصف الماء ، لذلك فمن المنطقي أن لديهم نفس الكثافة.

الجواب المختصر ... لا

باستخدام هذه المفاهيم ، انظر إلى ما يحدث للرائد الذي يغامر من الأرض إلى القمر. عند الانتقال من جاذبية الأرض إلى جاذبية القمر ، فإن وزن رائد الفضاء يتغير بالتأكيد ، لكن كتلته تظل كما هي. يوجد ضغط هواء أقل في الفضاء ، لكن رواد الفضاء لا ينفجرون مثل الفقاعات بمجرد مغادرتهم الغلاف الجوي للأرض ، لذلك يمكنك أن تفترض بأمان أن حجم رائد الفضاء لا يتغير بالفعل. إذا لم تتغير الكتلة والحجم على القمر ، فيمكنك استنتاج أن كثافة رائد الفضاء ستكون هي نفسها.

لكن القليل من التحذيرات

هناك ثغرة صغيرة في هذا السيناريو ، ولكن الأمر يتعلق بالفيزيولوجيا أكثر من الفيزياء. لا يُقصد من الناس حقًا أن يكونوا في الفضاء ، ويميلون إلى فقد كثافة العظام وكتلة العضلات والسوائل إذا كانوا يقضون وقتًا طويلاً في الجاذبية المنخفضة. عندما يطرح الناس هذه الأسئلة الافتراضية ، فإنهم يفكرون عادةً في موقف عندما يتم نقل رائد فضاء على الفور من مكان إلى آخر ، ولكن في الحياة الواقعية ستكون رحلة طويلة. لذا فقد يكون رائد الفضاء قد فقد القليل من الكتلة في طريقه إلى القمر وبالتالي سيكون أقل كثافة بعد وصوله إلى هناك.