Vì sao phi hành gia nổi trong ISS dù trọng lực vẫn còn?

Khám phá khoa học · Liên hệ Vật lý 10 · Nội dung bổ trợ, không phải đề thi chính thức

Phi hành gia nổi vì họ và trạm ISS cùng rơi tự do quanh Trái Đất, không phải vì nơi ấy hết trọng lực. Trọng lực chính là tác động giữ trạm trên quỹ đạo.

Hãy phân biệt hai câu hỏi: Trái Đất có hút người không? Sàn trạm có phải đỡ người như sàn nhà không? Câu thứ nhất vẫn là có; câu thứ hai gần như không trong trạng thái cùng rơi.

Một chiếc cân dưới chân cần lực ép để cho số chỉ. Khi người, cân và trạm đều có gia tốc rơi gần như nhau, cân không phải tạo lực đỡ thông thường. Vì thế người có cảm giác không trọng lượng, dù khối lượng không biến mất.

Vì sao không rơi xuống mặt đất ngay?

Trạm có vận tốc ngang lớn. Trong khi trọng lực liên tục làm hướng chuyển động đổi, bề mặt Trái Đất cong ra khỏi đường rơi. Mô tả trực quan là trạm liên tục “rơi quanh” Trái Đất. Đây không phải bay thẳng vì không có lực.

Nếu chỉ thả một vật gần mặt đất mà không có vận tốc ngang thích hợp, nó vẫn rơi xuống; không phải mọi vật đang rơi đều trở thành vệ tinh.

NASA dùng từ vi trọng lực vì môi trường thực không hoàn toàn lý tưởng: rung động và những tác động nhỏ vẫn tồn tại. Không nên hiểu ảnh đồ vật lơ lửng là phép chứng minh gia tốc trọng trường bằng không.

Tự kiểm: Nếu quả táo được buông trong trạm, vì sao nó không rơi nhanh về phía “sàn”? Vì táo và trạm cùng chuyển động gần rơi tự do; cần xét chuyển động tương đối giữa chúng, không chỉ hỏi Trái Đất có hút táo hay không.

Học tiếp trên UocMoLon: Sự rơi tự do.

Nguồn đối chiếu: NASA — What is Microgravity?.