Co se do šestého dílu nevešlo!

Stav beztíže není nepůsobení gravitace.

V šestém díle jsme se snažili tak trochu nabourat zkreslenou představu, že stav beztíže souvisí s nepůsobením gravitace. Bohužel se tato definice nachází nejen ve významných a používaných internetových encyklopediích, ale i v učebnicích. Nepochopení stavu beztíže patří k nejčastějším mýtům snad i proto, že stav beztíže v angličtině zní „microgravity“ nebo „zero gravity“ – tedy něco jako „velmi malá gravitace“ či „nulová gravitace“. Tyto názvy, i když jsou vžité, absolutně nevyjadřují skutečnost, zatímco český ekvivalent „stav beztíže“ je de facto správně.

Plamen svíčky na Zemi a při volném pádu/stavu beztíže. Z pohledu klasické (Newtonovské) mechaniky gravitace působí všude, vzpomeňte na předchozí 5. díl, kdy jsme odvozovali Newtonův gravitační zákon. Dojem, že v kosmické lodi na oběžné dráze je stav beztíže právě díky nepůsobení gravitace, je zcela mylný. Jen pro představu ve výškách kolem 400 kilometrů, kde se nejčastěji létá, je pořád velmi silné gravitační pole Země. Kdybychom si pro zajímavost nakreslili obrázek v nějakém rozumném měřítku: průměr Země 12 746 km bude odpovídat kružnici o poloměru 12,7 cm, tak raketa letí ve vzdálenosti jen 0,4 cm od povrchu Země – zde kružnice! Kdyby byl takovýto obrázek v učebnicích či v oněch encyklopediích, asi by nikdo neříkal, že stav beztíže je „nepůsobení gravitace“.

Bohužel si přiznejme, že tímto omylem je „infikována“ i řada lidí, kteří fyzice alespoň trochu rozumí (nebo si to alespoň myslí). Co tedy drží onu loď na oběžné dráze, co drží Měsíc v dané vzdálenosti od Země (a to je Měsíc skoro 1000× dále než ona raketa)? No přeci gravitace! Ta způsobuje, že jak vesmírná loď, tak kosmonauti jsou v nepřetržitém volném pádu. Ale protože se zároveň řítí první kosmickou rychlostí po oběžné dráze, nedopadnou nikdy na zem. A tak navzdory velkému působení gravitační síly, kosmonauti netlačí na podlahu vesmírné lodi, což znamená, že se nacházejí v beztížném stavu. Projevuje-li se totiž účinek tíhy daného tělesa na jiné těleso, je těleso v tzv. stavu tíže. Jedná se například o situaci, kdy jídlo působí tíhou na stěny žaludky (laicky řečeno – „jídlo je na svém místě“). Když účinky tíhy zmizí (např. když jídlo i žaludek jsou vůči Zemi ve volném pádu) dostávájí se pak tělesa do stavu beztíže. V této situaci tedy přestává jídlo působit tíhou na žaludeční stěnu a vám není zrovna dobře, že.

Var vody za normálních podmínek a ve stavu beztíže. V našem pořadu jsme se snažili najít přesvědčivý experiment – skoky na trampolíně s černým plátnem za skokankou, aby byla iluze dokonalá. Skokanka si „odložila“ vedle sebe kladivo, a to „plavalo“ podobně jako věci v kosmické lodi. Není tedy vůbec problém zažít beztížný stav na Zemi. Beztížný stav zažíváme v autě při rychlosti větší než cca 80 km/h při přejezdu terénní nerovnosti. Beztížnému stavu můžeme být vystaveni v utrženém výtahu, beztížný stav můžeme zažít i na některých atrakcích v lunaparku. Stav beztíže má řadu důsledků – hořící plamen vypadá jako kulička, voda se nedá pořádně uvařit, neboť pára „nestoupá“ vzhůru, kosti slábnou apod.

RNDr. Martin Vlach, Ph.D.
Matematicko-fyzikální fakulta UK