Невесомость. Опыт с трубкой Ньютона
Все тела притягиваются к Земле, и эту силу мы называем силой тяжести. Под действием этой силы тела падают на землю. При падении на тела действует еще одна сила - сила сопротивления воздуха. Таким образом, при падении на тела действует равнодействующая этих двух сил: сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Это приводит к тому, что тела падают с разной скоростью: одни быстрее, другие медленнее. Чем больше сила сопротивления воздуха, тем медленнее падает тело.
Но если бы воздуха не было, а действовала на тела только одна сила, сила тяжести, то все тела падали бы на землю одновременно. Убедимся в этом на следующем опыте.
В стеклянном цилиндре находятся два тела: резинка, внутрь которой вставлен железный стержень, и кусочек пенопласта. Когда я поворачиваю цилиндр, то резинка падает быстрее. Она падает очень быстро, и вы можете судить о падении резинки по звуку удара ее о дно сосуда. А пенопласт, на который действует сила сопротивления воздуха, запаздывает в своем падении по отношению к резинке.
Давайте в этом убедимся. Видите, что резинка падает раньше, приходит к концу сосуда раньше, чем кусочек пенопласта.
Откачаем воздух из трубки. Для этого мы наденем на конец трубки резиновый шланг, подсоединенный к насосу через прибор, который называется манометром. С помощью этого прибора мы будем судить о наличии воздуха в цилиндре. Я включаю откачку.
Постепенно идет откачка, воздуха в цилиндре становится все меньше и меньше. Некоторое время еще проведем откачку...
Перекроем теперь кран, ведущий в цилиндр, снимем шланг и выключим насос. Сейчас в цилиндре почти нет воздуха. Убедимся в том, что резинка и пенопласт падают сейчас практически одновременно.
Вы видите, что сейчас почти нет запаздывания в падении пенопласта по отношению к резинке.
Пустим воздух в цилиндр. Вы слышали, как заходил воздух, и видели, как подпрыгнул в первый момент кусочек пенопласта. И вновь резинка падает быстрее, чем пенопласт.
