Skillnaden mellan tung och trög massa …

staffan-yngve

Professor Yngve demonstrerar sina teser …

I början av sin bok om variationella metoder inom mekaniken suckade den ungerske fysikern Cornelius Lanczos över att dagens ungdom (1970) visste mer om de intrikata detaljerna i en ”atomkrossningsmaskin” än skillnaden mellan tung och trög massa.

I dagens UNT gör emeritusprofessorn Staffan Yngve ett behjärtansvärt försök att förklara. Men eftersom förklaringen utsätter försökspersoner för klara risker ska jag ge min version:

Antag att du är på månen och står framför en ston stenbumling. På jorden hade du inte haft en chans att rubba den, men på månen med dess låga tyngdkraft, går det lätt som en plätt att lyfta den.

När du satt ner stenen igen grips du av ett infall att spela fotboll med den, att se hur den försvinner iväg i den luftfria (och därmed friktionsfria) omgivningen. Så du ger den en ordentlig spark.

Det är tur att du har rymdskor på dig, ty hade du haft vanliga gymnastikskor hade du nu haft 4-5 brutna tår att ta hand om. Ty stenbumlingen som gick så lätt att lyfta (låg tung massa) var lika svår att kicka som om den varit på jorden (stor trög massa). Den hade med andra ord svårt att ”komma igång”, vilket är oberoende om den är under påverkan av jordens eller månens dragningskrafter.

Eller, du kan fästa ett tunt snöre i en krok i taket, sedan något ganska tungt föremål i snörets nedre del. Därefter fäster du ett lika tunt snöre under föremålet.

Om du nu drar i den nedersta tråden är det stor risk att den brister just under taket. Men om du rycker till är det större chans att tråden brister just under föremålet, eftersom den på grund av sin ”tröga massa” inte ”hinner” komma i rörelse innan spänningen inne i nedre tråden har gjort att den brustit.

Det som irriterar mig är att inte bara ”ungdomar” utan också äldre, som borde veta bättre, inte gör någon åtskillnad mellan ”dragningskraft” och ”tyngdkraft” – inte ens om de är utlänningar. ”Gravitation=gravity” för engelsktalande, ”gravitation=gravité” för fransktalande.

Och begriper man inte skillnaden kan man inte förstå hur den så kallade ”corioliseffekten” uppstår på jorden, alltså den kraft som omöjliggjorde att de vackra hjulliknande rymdstationer man ser i början av Stanley Kubriks ”2001 – ett rymdäventyr” aldrig kom att byggas, vare sig av ryssarna eller amerikanarna.

Bli nu den förste som kommer in till www.lindelof.nu med en förklaring på skillnaden mellan ”dragningskraft” och ”tyngdkraft”. Ett tips: Jag skrev om allt detta i FiB/K för 15 år sedan!

Bloggportalen: Intressant
Andra bloggar om: 

  4 kommentarer for “Skillnaden mellan tung och trög massa …

  1. Bengt Svensson
    2015-02-18 kl. 0:46

    Hm …
    Idén med de där tjusiga rymdhjulen var väl att deras rotation skulle skapa en konstgjord tyngdkraft för rymdfarare som promenerade med huvudet riktat mot hjulets nav. Korioliskraften i all ära, men är inte följande ett större problem?

    Den upplevda centrifugalaccelerationen är “omega i kvadrat gånger hjulets radie”, där omega är vinkelhastigheten. Om radien är 100 meter, så krävs en vinkelhastighet på ca 0,3 radianer per sekund, vilket betyder att hjulet måste rotera ett helt varv var 20:e sekund för att efterlikna gravitationen på jorden. Hela världsaltet skulle alltså snurra förbi utanför var 20:e sekund i stället för var 24:e timme som vi är vana vid. Dockningar skulle väl bli som att hoppa på en karusell i farten. Man kan ju bli snurrig för mindre.

    Men för all del, folk finge väl dra ner rullgardinen. Eller kolla nöjesutbudet:
    “Högkomiker Sandon i rymderna levde och gladde
    var kvinna och man som av ljusåren känningar hade.
    När solen bortvände sitt sken från de utstöttas skara,
    högkomiker Sandon stod upp mot förlamningens mara.
    Om glädjen blev noll ur de stirriga solarnas fjärran,
    högkomiker Sandon upphävde ett skri kallat Blärran.
    Vi tjöt när på scenen han kom med sin trebenta kärra.
    Vårt tack var ett tjut och han svarade strax med ett blärra.
    Men allting besegras till slut av den skrattsugna graven.
    Högkomiker Sandon försvann i de kosmiska haven.
    Förbrukad, försliten av tyngande människoöden
    högkomikern uppgav sin blärra och avgick med döden.”

    Så kan det gå.

    Förresten, tvingar koriolis fram en rotation vinkelrätt mot hjulets axel? Har aldrig tänkt på det.
    Ja, rymdhjulet skulle väl uppföra sig som vilken snurra som helst i ett gravitationsfält. Dess axel skulle beskriva en konisk rörelse?

  2. Anders Persson
    2015-02-18 kl. 11:39

    Med en corioliseffekt ungefär 1000 gånger starkare än på jorden skulle den artificiella tyngdkraften bara fungera om man stod stilla. Började man röra sig skulle man få svindel och tappa balansen. Centrifuger och grammofoner skulle inte heller fungera. Allt detta upptäckte sovjetiska och/eller amerikanska rymdorganisationer ungefär samtidigt som Kubriks film hade premiär 1969. Faktum var att Gaspard Gustave Coriolis uppsats 1835 beskrev just detta, de extra centrifugalkrafter som uppstår i en roterande maskin med delar som rör sig samtidigt som de roterar.

    Men vad är det för skillnad på tyngdkraft (eng. gravity) och dragningskraft (eng. gravitation)?

  3. Bengt Svensson
    2015-02-18 kl. 20:10

    Mina tre sista rader ovan är förstås nonsens. Jag önskar de kunde försvinna i de kosmiska haven. Enligt Einstein är väl svaret på Anders fråga “ingen”.

    Einstein postulerade ju, att tung och trög massa var samma sak och gjorde följande tankeexperiment?
    1. Du är inlåst i en stillastående hiss på bottenvåningen och står på en badrumsvåg, som helt korrekt visar 80 kilo. (gravitationsmassa)
    2. Du är inlåst i en hiss i interstellära, “tyngdlösa”, rymden. Ett rymdmonster hugger tag i hissvajern och drar iväg hissen med en kraft sådan att dess acceleration blir 9,8 m/s/s, samma som tyngdkraften på jorden. Vågen du står på visar åter 80 kilo. (tröghetsmassa)
    Vad mera är: Du har ingen möjlighet att med fysikaliska experiment avgöra om du befinner dig i en accelererande hiss i interstellära rymden, eller om du sitter fast på bottenvåningen i ett hyreshus. (Vi antar temp, lufttryck, oväsen etc är desamma i båda fallen). Alltså är dina 80 kilo gravitationsmassa i fall 1 samma sak som din tröghetsmassa i fall 2.

    M a o: Konstant acceleration är ekvivalent med ett likformigt gravitationsfält. (Einsteins ekvivalensprincip).

    Men så enkelt är det alltså inte?

  4. Anders Persson
    2015-02-19 kl. 13:04

    Einstein kanske “postulerade”, men kan inte ha varit ovetande om att talrika experiment och mätningar visat att tung och trög massa var lika stora.

    Vidare tror jag inte Einstein formulerade sin hypotes som Bosse gjort ovan (och som det normalt återges i litteraturen). För hade han gjort det så hade Einstein haft fel.

    1. I en uniformt acclererande hiss är accelerationskrafterna parallella medan de inte är det på jorden, de konvergerar emot jordens centrum.

    2. Rör sig personen i hissen, upplever hen ingen Corioliseffekt, vilket hen emellertid gör på jorden, plus en s k Eötvöseffekt, d v s att hen blir lättare om hen rör sig österut och tyngre om hen rör sig västerut.

    Den ungerske fysikern Eötvös var förresten en av dem som sökte finna en skillnad mellan tung och trög massa utan att lyckas.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.