5.8: Ağırlıksızlık

Bir nesne düşürüldüğünde, yerin merkezine doğru hızlanır. Eğer nesne üzerindeki net dış kuvvet onun ağırlığı ise, serbest düşüşte olduğu söylenir; yani nesne üzerinde etkili olan tek kuvvet yer çekimidir. Galileo, hava direncinin olmadığı durumlarda bütün nesnelerin aynı ivme olan g ile düştüğünü göstermek açısından önemli bir rol oynamıştır. Ancak, Dünya'daki nesneler aşağı doğru düştüklerinde, her zaman bir direnç kuvveti olan hava tarafından etkilendiklerinden asla gerçek anlamda serbest düşüşte değillerdir. Ağırlıksızlık veya sıfır yerçekimi, üzerinde etkili olan tüm temas kuvvetleri ortadan kalktığında bir cisim tarafından hissedilen bir duygudur.

Teknik olarak konuşmak gerekirse, yerçekimi evrende her yerde bulunur çünkü iki cismin birbirini çeken kuvvet olarak tanımlanır. Ancak, uzaydaki astronotlar genellikle bu etkileri hissetmezler. Bir uzay aracında aşağı doğru g hızında ivmelenen astronotlar ağırlıksızlık hissederler. Eğer serbest düşme sırasında tartı kullanarak ağırlıklarını ölçseler, ölçeğin üzerindeki okuma sıfır olurdu. Uçuşta serbest düşme sırasında uçak içindeki ve yörüngede üzerindeki görünen ağırlıksızlık arasında ise bir fark yoktur. Serbest düşüş sırasında bir asansörde tartı aletinin üzerinde duran bir kişiyi düşünün. Burada, üzerlerine herhangi bir tepki kuvveti uygulanmadığı için onlar ağırlıksızlık hissederler. Dolayısıyla tartıdaki okuma sıfır olur.

Bu metin, Openstax, University Physics Volume 1, Section 5.4: Mass and Weight'den uyarlanmıştır.

Havanın sürtünme etkileri göz ardı edilirse, kütleleri ne olursa olsun tüm cisimlerin yerçekimi ivmesi olarak bilinen sabit bir ivme ile düştüğünü hatırlayın.

Bu tür cisimlere serbestçe düşen cisimler denir ve üzerlerine etki eden net kuvvet sadece ağırlıklarından kaynaklanır. Aynı anda yere ulaşırlar.

Bu nedenle, temas kuvvetlerinin yokluğunda, serbestçe düşen herhangi bir cisim ağırlıksızlık yaşar.

Örneğin, bir roller coaster yolculuğunda, sürücüye normal kuvvet ve yerçekimi kuvveti tarafından etki edilir. Araba döngünün tepesine ulaştığında, sürücü anlık olarak koltuktan kaldırılır ve böylece normal kuvvet ortadan kalkar.

Bu pozisyonda kişiye etki eden tek kuvvet ağırlığıdır ve bu da kendisini "ağırlıksız" hissetmesine neden olur. Ağırlıksızlık sadece bir duyumdur, çünkü kişinin vücudunun ağırlığı Dünya'dayken her zaman hareket eder.