V animaci Jamese O'Donoghuea vidíte padat míč upuštěný z výšky jednoho kilometru na různá tělesa sluneční soustavy – Slunce, Zemi, další planety jako Jupiter, Měsíc a Pluto... trpasličí plantu Ceres a Měsíc. Video ukazuje přitažlivost jednotlivých těles, zobrazuje rychlost a dobu pádu i zrychlení míče.

Samosebou zobrazený model je zjednodušený a nepočítá s odporem atmosféry. Přesto poskytuje zajímavé srovnání.

Na velikosti nezáleží

Vidíte, že zatímco pád míče na Slunci trvá 2,7 sekundy, na Zemi 14,3 sekundy a na Měsíci 35,3 sekundy. Pro leckoho může být překvapivé, že míč padá na povrch Saturnu 13,8 sekundy, což je srovnatelné se Zemí. Průměr Saturnu je přitom devětkrát větší než průměr naší planety.

Důvod je zřejmý: Na velikosti nezáleží. Rozhoduje hmotnost, potažmo hustota, která se u vesmírných těles až několikanásobně liší. A přitažlivá síla, jak plyne z newtonovské fyziky, je úměrná hmotnosti tělesa.

„Vizualizace dává představu o přitažlivosti, kterou byste na jednotlivých místech cítili,“ říká O'Donoghue o díle, pro které použil data z tabulky vesmírné agentury NASA.

Padá rychleji kladivo nebo ptačí pírko?

O'Donoghue na twitteru připomíná jeden z pozoruhodných pokusů, který názorně ukazuje, jak funguje gravitace bez atmosféry. Předváděl ho v roce 1971 astronaut Dave Scott na Měsíci.

Experiment popírá naši zkušenost, že co je těžší, padá rychleji.

If you drop a feather and a hammer on the Moon from the same height at the same time, both land simultaneously. This is because without significant air resistance, all objects fall at the same rate (regardless of mass)

Apollo 15 Commander David Scott pic.twitter.com/wC6dg8QgdL

— Dr. James O'Donoghue (@physicsJ) July 11, 2021

Scott drží v pravé ruce kladívko, v levé ptačí pírko. Zároveň je ze stejné výšky pouští. A oba předměty padají stejnou rychlostí k povrchu. Je to dáno tím, že na Měsíci nepůsobí odpor vzduchu.

Zkuste to s deštníky

Rychlost pádu vypuštěných těles v gravitačním poli bez atmosféry je prostě stejná bez ohledu na jejich hmotnost. V ovzduší Země způsobuje rozdíly odpor vzduchu.

Na Zemi si to můžete vyzkoušet se dvěma stejnými skládacími deštníky. Oba z výšky upustíte – a jen jeden otevřete… už je vám jasné, jak to funguje?

Obě videa každopádně ukazují, že fyzika nemusí být nuda.