L'esplorazione dello spazio è un argomento che cattura l'immaginazione delle persone e le sfida a pensare esattamente a cosa potrebbe accadere una volta che lasceranno la bolla protettiva della Terra. Per esempio, la microgravità dello spazio o la gravità inferiore sulla luna significa che i corpi degli astronauti non sono più legati al suolo nello stesso modo. Le leggi e le definizioni studiate in fisica ti permettono di determinare in che modo questo influisce sulla loro densità.

Mass vs. Peso

In primo luogo, è necessario capire la differenza tra massa e peso. La massa è una misura di quanto la materia è in un oggetto - in questo caso, un astronauta. È un conteggio della quantità di atomi presenti, ed è lo stesso se una persona è sulla Terra o nello spazio. Il peso, d'altra parte, misura l'effetto della gravità sulla massa di un oggetto. Ciò significa che il tuo peso sulla Terra è una combinazione di quanto massa è nel tuo corpo e di quanto sia dura la Terra che ti trascina verso il basso. Sulla luna, c'è solo circa un sesto della gravità della Terra, e quindi l'astronauta pesa molto meno.

Definizione della densità

Densità e massa sono concetti correlati. La densità è la quantità di materia per unità di volume. Ad esempio, un astronauta potrebbe avere un volume di 65 litri e una massa di 68 chilogrammi. Se dividi la sua massa nel suo volume, raggiungi una densità di 1,05 chilogrammi per litro. Non così per caso, questo è molto vicino alla densità dell'acqua, che è di 1,00 chilogrammi per litro. Probabilmente hai sentito che gli umani sono più della metà dell'acqua, quindi ha senso che abbiano circa la stessa densità.

Risposta breve ... No

Usando questi concetti, guarda cosa succede all'astronauta che si avventura dalla Terra alla luna. Muovendosi dalla gravità della Terra alla gravità della luna, il peso dell'astronauta certamente cambia, ma la sua massa rimane la stessa. C'è meno pressione dell'aria nello spazio, ma gli astronauti non esplodono come bolle una volta che lasciano l'atmosfera terrestre, quindi puoi tranquillamente pensare che il volume dell'astronauta non cambi davvero. Se la massa e il volume non cambiano sulla Luna, puoi dedurre che la densità dell'astronauta sarebbe la stessa.

Ma alcuni Caveat

C'è una piccola scappatoia in questo scenario ma ha più a che fare con la fisiologia che con la fisica. Le persone non sono realmente destinate ad essere nello spazio e tendono a perdere densità ossea, massa muscolare e fluidi se trascorrono un tempo prolungato a bassa gravità. Quando le persone pongono queste domande ipotetiche, di solito pensano a una situazione in cui l'astronauta viene trasportato istantaneamente da un posto all'altro, ma nella vita reale è un lungo viaggio. Quindi l'astronauta avrebbe perso un po 'di massa sulla sua strada verso la luna e sarebbe stato un po' meno denso una volta arrivato lì.