Gravité et poids

1999/09/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Haika garçon, se lève…

Si nous disons à n'importe qui "Asseyez-vous sur cette chaise et vous ne serez pas en mesure de vous lever sans aucun lien", je pense que nous sommes très inquiets. Mais faisons le test. Comme il apparaît sur l'image, nous allons nous asseoir, c'est-à-dire avec le corps en position verticale et sans que les jambes entrent sous la chaise. Essayons de nous lever sans changer la position des jambes et en maintenant le corps vertical (sans le jeter en avant). Après mille tentatives et malgré l'utilisation de la force de tous nos muscles, nous ne nous lèverons pas de la chaise si nous n'avons pas placé les jambes sous la chaise ou n'avons pas incliné le corps vers l'avant.

Pour comprendre pourquoi tout cela se produit, nous devons nous préoccuper de l'équilibre de tous les corps en général et de l'humanité en particulier. Pour empêcher tout objet en position verticale de tomber ou de se retourner, la verticale passant par son centre de gravité doit passer à l'intérieur de la base de l'objet. Ainsi, le cylindre incliné affiché sur l'image se détacherait naturellement. Mais si ce cylindre était plus large et que la verticale passant par le centre de gravité ne sortait pas par la limite de la base, le cylindre ne reviendrait pas. Par conséquent, la tour de Pise, bien que penchée, reste debout parce que la verticale qui passe par son centre de gravité passe par l'intérieur de sa base (l'autre raison, mais le second, est la profondeur des fondations enterrées).

La personne debout ne tombera pas lorsque la verticale de son centre de gravité passe à l'intérieur de la surface délimitée par les bords extérieurs des plantes. C'est pourquoi il est si difficile de rester debout sur un seul pied et encore plus difficile de maintenir l'équilibre sur le fil. Comme la base est si petite, la verticale du centre de gravité sort immédiatement par la limite de la surface. Avez-vous remarqué comment les vieux marins marchent? Comme toute sa vie se déplace dans la mer et le sol du bateau se balance, la verticale de son centre de gravité sortirait facilement de l'enceinte délimitée par les pieds, et pour que cela n'arrive pas, pour que cette base soit aussi grande que possible, ils se déplacent de cette manière très particulière, portant leurs pieds très ouverts. Quand ils sont sur le dos du bateau, ils obtiennent ainsi la stabilité dont ils ont besoin pendant que le trottoir se déplace, mais quand ils descendent à terre, ils continuent avec l'habitude de marcher, c'est-à-dire avec cette marche excentrique.

Vous pouvez également mettre un exemple inverse. C'est le cas de ceux qui ont une trajectoire élégante pour leur travail. Aujourd'hui on ne voit pas cela entre nous, mais jusqu'à récemment en Euskal Herria, comme ailleurs, pour transporter certaines charges (lait en marmites, légumes dans un grand panier, etc.) Les femmes avaient l'habitude de porter la charge sur la tête. Pour pouvoir porter ces charges sur la tête, il fallait avoir la tête et le corps complètement érigés, car le moindre plongeon sortait de la base du corps la verticale du centre de gravité (qui dans ces cas était plus haut que la normale) et l'équilibre des charges serait perdu. Par leur habitude, ces femmes avaient une marche mince et élégante.

Revenons au compagnon que nous avons laissé assis. Le centre de gravité de la personne assise est situé à l'intérieur de son corps, à côté de la colonne et à une vingtaine de centimètres au-dessus du nombril. La verticale qui passe en dessous de ce point passe derrière les plantes et pour que la personne se lève doit passer par l'environnement qui délimite les plantes citées. Par conséquent, pour pouvoir se lever, vous devrez incliner le corps vers l'avant et ainsi faire avancer le centre de gravité. Ainsi, lorsque le point d'appui est à la verticale du centre de gravité, il sera capable de se lever avec force.

Poids maximum des corps

Comme nous le savons tous, la Terre exerce une force de traction sur les corps qui l'entourent, que nous appelons "poids". D'autre part, cette force est inférieure à mesure que nous éloignons le corps de la surface terrestre. Si nous portions un poids d'un kilo à une hauteur de 6.400 km, c'est-à-dire à une distance du centre de la Terre du double de sa radio, la force d'attraction serait 22, c'est-à-dire quatre fois plus petite, et si nous mesurons le "poids" du même poids à travers le dynamomètre que nous avons étalonné sur la surface de la Terre, au lieu d'avoir un kilo, nous aurions 250 g. Selon la loi de gravitation universelle, la Sphère Terrestre attire les corps qui l'entourent comme si toute sa masse était concentrée au centre, et, d'autre part, cette force est inversement proportionnelle au carré de distance. C'est pourquoi, comme la distance du corps a été double de celle du centre de la Terre, la force d'attraction a été 22, c'est-à-dire quatre fois moins. De même, si nous déplaçons le corps à 12.800 km de la surface terrestre, la distance au centre de la terre serait trois fois plus grande et la force 32, c'est-à-dire neuf fois plus petite. Le compteur marquerait maintenant un "poids" de 111 g. La première conclusion est que, comme nous pesons plus haut, plus "léger".

Mais avec la même logique, la lecture que donnerait le dynamomètre devrait augmenter. Mais ce n'est pas le cas. Les corps mis à l'intérieur de la Terre sont plus petits que les "poids" plus grands. Pour le comprendre, il suffit de regarder l'image.

Dans ce cas, les fractions de la Terre ne sont pas toutes d'un côté du corps, comme avant (ci-dessous). Maintenant les uns sont au-dessous et les autres au-dessus, et chacun tire vers son côté. Par conséquent, le corps supportera les forces descendantes et ascendantes. Enfin, toutes ces forces s'unissent et, par conséquent, la force exercée sur le corps est égale à celle résultant d'une sphère de radio de sa position au centre de la Terre (ce qui peut être démontré). C'est pourquoi, lorsque nous portons le corps vers l'intérieur de la Terre, il perd du "poids". Si nous l'emmenions au centre de la Terre, il perdrait tout son "poids", car dans ce cas toutes les parties de la Terre qui sont autour tireraient avec la même force dans toutes les directions.

Pour tout cela, les corps ont leur plus grand poids sur la surface de la Terre et loin d'elle, haut et bas, le "poids" est moindre. Donc, si vous êtes un peu gros, vous savez quoi faire : pesez dans l'avion ou au fond de la mine profonde, au moins vous resterez un peu.