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A exploração espacial é um tópico que captura a imaginação das pessoas e as desafia a pensar exatamente sobre o que pode acontecer quando deixarem a bolha protetora da Terra. Por um lado, a microgravidade do espaço ou a menor gravidade na lua significa que os corpos dos astronautas não estão mais presos ao chão da mesma maneira. As leis e definições estudadas em física permitem determinar como isso afeta sua densidade.
Vs. Peso
Primeiro, é necessário entender a diferença entre massa e peso. A massa é uma medida de quanta matéria existe em um objeto - neste caso, um astronauta. É um registro da quantidade de átomos presentes, e é o mesmo se uma pessoa está na Terra ou no espaço. O peso, por outro lado, mede o efeito da gravidade na massa de um objeto. Isso significa que seu peso na Terra é uma combinação de quanta massa há em seu corpo e da força com que a Terra está puxando você em direção ao solo. Na lua, existe apenas cerca de um sexto da gravidade da Terra e, portanto, o astronauta pesa muito menos.
Definindo densidade
Densidade e massa são conceitos relacionados. Densidade é a quantidade de matéria por unidade de volume. Por exemplo, um astronauta pode ter um volume de 65 litros e uma massa de 68 kg. Se você dividir a massa dela em seu volume, alcançará uma densidade de 1,05 kg por litro. Não por coincidência, isso acontece muito perto da densidade da água, que é de 1,00 kg por litro. Você provavelmente já ouviu falar que os humanos são mais da metade da água, então faz sentido que eles tenham a mesma densidade.
Resposta curta ... Não
Usando esses conceitos, observe o que acontece com o astronauta que se aventura da Terra para a lua. Passando da gravidade da Terra para a gravidade da lua, o peso do astronauta certamente muda, mas sua massa permanece a mesma. Há menos pressão do ar no espaço, mas os astronautas não explodem como bolhas quando saem da atmosfera da Terra, então você pode assumir com segurança que o volume do astronauta também não muda. Se a massa e o volume não mudarem na lua, você pode deduzir que a densidade do astronauta seria a mesma.
Mas algumas advertências
Há uma pequena brecha nesse cenário, mas tem mais a ver com fisiologia do que física. As pessoas não pretendem estar no espaço e tendem a perder densidade óssea, massa muscular e fluidos se passarem um tempo prolongado em baixa gravidade. Quando as pessoas colocam essas perguntas hipotéticas, geralmente pensam em uma situação em que o astronauta é instantaneamente transportado de um lugar para outro, mas na vida real é uma longa viagem. Assim, o astronauta poderia ter perdido um pouco de massa a caminho da lua e, assim, seria um pouco menos denso quando chegasse lá.