Liike ja voima

Kun iso ja pieni törmäävät, pienelle käy yleensä huonommin. Se johtuu siitä, että törmäyksen aiheuttama voima vaikuttaa pieneen kappaleeseen enemmän.

Voimat esiintyvät aina pareittain, voimana ja sen vastavoimana. Ne ovat yhtä suuria, mutta vastakkaisia suunnaltaan. Kädellä huiskaistuun lentävään kärpäseen aiheutuu sama voima kuin voima, jonka kärpänen aiheuttaa käteen. Kehnosti käy vain kärpäselle, koska se on niin paljon pienempi kuin käsi.

Lue lisää »

Fysiikassa perusvoimia on neljä: vahva voima, heikko voima, sähköinen voima ja painovoima eli gravitaatio. Kaikki ovat tärkeitä maailmankaikkeuden rakenteen kannalta, mutta arkielämässä havaitsemme näistä helposti vain kaksi viimeistä. 

Gravitaatio pitää koko maapallon kasassa ja ihmiset ja muun irtonaisen materiaalin maan pinnalla.  Sähköinen voima taas on se voima, jonka ansiosta täällä voi ylipäänsä olla kasvi-, eläin ja kivikuntaan kuuluvia olioita. Mekin pysymme kasassa sähköisten voimien ansiosta.

Painovoima poikkeaa sähköisestä voimasta kahdella merkittävällä tavalla. Ensinnäkin painovoima on vain vetovoima, kun sähköinen voima on sekä veto- että poistovoimaa. Painovoima vaikuttaa suurissa kappaleissa kuten tähdissä ja planeetoissa paljon enemmän kuin sähköinen voima, koska sähköisten voimien veto- ja poistovoimat kumoavat toisensa. Sähköinen voima vaikuttaa yleensä vain atomien kokoluokassa.

Ihmisen normaalilla toiminta-alueella niin maalla, merellä kuin ilmassakin painovoima on lähestulkoon vakio. Se pienenee kohti korkeuksia noustaessa ja kasvaa alaspäin laskeuduttaessa.  Painovoiman muutos on hyvin pieni. Lentokoneessa 10 kilometrin korkeudessa ihminen on 0,3% kevyempi kuin maan pinnalla. Vastaavasti valtamerien syvimpään kohtaan, niin ikään 10 kilometrin syvyiseen Mariaanien hautaan laskeutunut ihminen olisi samat 0,3 % painavampi. Näillä painovoiman pienillä muutoksilla ei kuitenkaan ole mitään merkitystä siihen verrattuna, että ilman sukellusveneen antamaa suojaa ihminen kuolisi merenpohjassa veden aiheuttamaan ylipaineeseen. Yläilmoissa lentokoneen ulkopuolella kävisi yhtä huonosti. Ilman kylmyys ja vähyys olisivat kohtalokkaita.

Sähköisesti varattujen esineiden veto- tai poistovoimat sen sijaan heikkenevät nopeasti esineiden välisen etäisyyden kasvaessa. Tämä on oleellista monen tässä esitellyn sähköön liittyvän tiedetempun fysikaalisen toiminnan ymmärtämisessä.

Tiedetemppuja