AS ’n mens by die venster uitkyk wanneer dit reën of hael, sien jy dikwels teen die agtergrond van regop bome hoe die druppels of haelstene skuins val. Was ons dan verkeerd toe ons hierbo beweer het dat dinge die neiging toon om regaf ondertoe te val? Nee, ons was nie, want ons was versigtig genoeg om die woord “neiging” te gebruik.
’n Mens kan geneig wees tot kwaad, maar jou ideale kan jou op die regte pad hou. Net so kan liggame wat regaf ondertoe sou geval het as hulle net onder swaartekraginvloed beweeg het, van koers gebring word deur ander kragte.
Dink ook aan ’n klip wat losraak op byvoorbeeld ’n berg. Dit begin dadelik val, d.w.s. dit sak laer en laer. ’n Afdraand laat ’n ding toe om laer en laer te sak. As die klip dus teen die hang van die berg losraak, sal swaartekrag dit dwing om te val. Die bergafdraand kan egter nie ’n regafval toelaat nie en die gevolg is dat die klip die skuinste afrol en daardeur voldoen aan die Wet van Swaartekrag, sowel as aan die eise van die berghelling.
Dis ook ’n geluk dat die koeëls wat ons met ons gewere afskiet, of die water wat ons met ’n tuinslang spuit, nie regaf ondertoe val nie, want as dit die geval was, sou ons maar min baat gevind het by tuinslange en sou gewere nutteloos gewees het. Dit sou dan heeltemal verspot gewees het om met ’n geweer op ’n springbok aan te lê.
Geweerkoeëls behou egter hul vorentoe-snelheid wat hulle van die ontploffende kruit ontvang het, én hulle val. Dit maak die groot verskil.
DIT sal nie juis vir jou saak maak as ’n groterige albaster vanuit ’n hoogte van ’n paar sentimeters op jou kop val nie, maar jy sal bepaald heftig protesteer as iemand dieselfde albaster van ’n hoë gebou af op jou kop wil los.
Jy het heel waarskynlik al by ’n garage gestaan en kyk hoe vuil olie uit ’n motor getap word; of jy het aan tafel stroop in jou bordjie geskep. Dit het jou baie moontlik getref dat die vallende straal van sulke taaivloeibare stowwe bo dik is, maar na ondertoe ál dunner en dunner word.
As jy byvoorbeeld ’n klip van ’n brug af laat los (nie gooi nie) en dit bereik die water daaronder ná 5 sekondes, dan weet jy dat dit die water tref met ’n snelheid van vyf maal 9,8, d.w.s. 49 meter per sekonde, en dit is meer as 175 kilometer per uur!
Jy sal straks ook in die hoogte van só ’n brug belang stel en dit is maar ’n eenvoudige sommetjie om die hoogte te bereken sodra jy weet dat die klip 5 sekondes, ongehinderd, uit rus geval het. Jy vermenigvuldig eenvoudig die tyd met homself en kry 25. Dan vermenigvuldig jy die 25 met die helfte van 9,8 meter, d.w.s. met 4,9, en jy kry die brughoogte: omtrent 122 meter.
Ons het ’n klip vanuit ’n baie hoë krans laat val en dit het die voet van die krans ná 7 sekondes bereik. Hoe hoog is die krans? (Antwoord: nagenoeg 240 meter.)
En tóg, plaas gerus ’n posseël bo-op ’n muntstuk en laat los die munt met seël en al. Hulle bereik die vloer gelyktydig. Waarom val die seël dan nou net soos die muntstuk, d.w.s. ál vinniger en vinniger? Dit gebeur doodeenvoudig omdat die muntstuk vir die seël ’n maklike pad deur die lug baan. Die lug het baie minder vatkans op die swaar muntstuk as op die ligter posseël.
Lugweerstand beperk die maksimumsnelheid van ons motors en vliegtuie. Hoe groter die snelheid, des te groter is die lugweerstand. Dis hoekom daar baiemaal gesê word: “Jy moet betaal vir snelheid.” Ons voertuie verkwis maandeliks baie brandstof bloot om vir hulle ’n pad deur die lug te baan, en hierdie verkwisting weens lugweerstand is des te groter namate die snelheid hoër is. As petrol skaars is, moet ’n mens dus nie buitensporig vinnig ry nie.
ONS moet egter nie sommer besluit dat lugweerstand ons vyand is nie, want as die “remskoen” van snelheid bewys dit ’n onskatbaar waardevolle diens aan die mens.
Die limietsnelheid is nie vir alle soorte liggame eenders nie, maar hang van die digtheid van die liggaam af. Die limietsnelheid vir byvoorbeeld ’n stuk lood is baie hoër as dié van ’n kurkprop, en dié van ’n vars eier is groter as dié van ’n vrot eier. Dit is waarom ’n vrot eier wat weggegooi word, tot ’n mens se verbasing nie altyd stukkend val nie. In die geval van sneeuvlokkies of druppeltjies uit miswolkies, is die limietsnelheid klein.
Ons valskerms sou waardeloos gewees het sonder lugweerstand. In die geval van ’n valskerm word ’n klein limietsnelheid verlang; ’n strawwe snelheidsbeperking is dus nodig en die skerm word ontwerp sodat die lug groot vatkans daarop kry.
’n Klip wat aan die punt van ’n toutjie al in die rondte geswaai word, kan nie na jou hand toe val nie. Die hemelliggame gedra hulle ook so. So ’n klip wil, as gevolg van sy kringbeweging, van jou hand af wegtrek, maar die toutjie hou dit aan jou hand gekoppel. Alle liggame wat in kringe beweeg, het die neiging om van die middelpunte van daardie kringe weg te vlieg. Daardie wegvlieg-neiging word middelpuntvliedende krag genoem.
LINKS: Die seun swaai ’n klip, wat aan ’n toutjie vas is, al in die rondte. As gevolg van die klip se kring­beweging wil dit van die seun se hand af padgee (middel­punt­vliedende krag), maar die toutjie hou dit aan sy hand gekoppel (aan­trekkings­krag). Hierdie twee kragte balanseer mekaar.
Ons kan dus van die sonnestelsel (voorstelling deur NASA links) sê: Die verskillende hemeliggame daarin sou, vanweë die aantrekkingskragte tussen hulle, op die ou end as een reusagtige klont inmekaar gestort het, as dit nie was dat die middelpuntvliedende kragte, wat ten gevolge van hul kringbewegings optree, die aantrekkingskragte net mooi balanseer nie. Die merkwaardige ewewig (reël en orde) wat daar in die ganse heelal bewaar word, is voorwaar ’n onbeskryflike wonder, wat ons met ootmoedige eerbied teenoor die Skepper vervul.
REGS: Eenkanttoe oorleun om die draai. Motorfietsryers vat die draai al “hangende” na die binnekant van die draai—alles om ’n baie goeie rede.
Jy kan nou begryp waarom die aarde nie presies bolrond is nie, maar so gevorm is dat hy by sy pole platter is as by sy ewenaar: Die aarde draai vinnig om sy as en middelpuntvliedende krag werk dus oral na buitentoe, d.w.s. in die rigting van die ewenaar. Die gevolg is ’n uitbuiting by die ewenaar en ’n afplatting by die pole.
DAAR is baie mense wat nie graag die ou beproefde dinge van die lewe prysgee nie. Hulle ervaar ’n traagheid om hulle by nuwe dinge aan te pas. Dit wil nie sê dat hulle nooit sal aanpas nie. Wat belangrik is, is net dat hulle nie van skielike veranderings hou nie. As jy byvoorbeeld ’n lekker lang vakansie gehad het, dan voel jy maar traag om dadelik weer hard te werk.
’n Mens kan ’n menigte voorbeelde hiervan noem: As ’n klip op straat lê, kan ek dit optel en wegdra. Die klip laat hierdie oorgang van rus na beweging toe, want die verandering vind geleidelik of stadig plaas. As ek egter die klip in ’n papiersak plaas en op straat neersit, dan sal jou tone dit gewaar as jy agterna kaalvoet daar aankom kom en besluit om die papiersak ’n lekker skop te gee. Die klip weier eenvoudig botweg om sy toestand van rus so skielik te laat verstoor.
Ons het in hierdie geval te doen met die sogenaamde rustraagheid van materie: ’n Ding wat rus, wil aanhou rus en sal nie ’n skielike verstoring van sy rus verdra nie. As jy in ’n bewegende motor is en op die gewone manier uitklim terwyl die motor aan die loop is, sal jy val en beseer word. Dit is dom om sommer af te trap en op die grond te gaan staan, want jy is saam met die motor in beweging en jy kan nie sommer skielik van daardie beweging ontslae raak nie. Jou bewegingstraagheid sal dit ten ene male nie toelaat nie, met die gevolg dat jy vir jou onbedagsaamheid moet boet.
Hier is nog ’n voorbeeld: Jy staan regop in ’n stilstaande trein. As die trein skielik vorentoe ruk, val jy agtertoe en koffers tuimel van die rakke af. Dit gebeur omdat jou rustraagheid en dié van die koffers nie ’n skielike verplasing vorentoe kan toelaat nie.
As jy die volgende keer in ’n hyser is, dink dan oor rustraagheid as dit vir jou voel of jy swaarder word, wanneer die hyser skielik begin styg, of ligter wanneer dit skielik daal.
’n Goeie krieketspeler verstaan die kuns om ’n vinnige bal te vang sonder om sy hande te beseer. Hy hou rekening met bewegingstraagheid. Hy weet naamlik dat ’n vinnige bal nie sommer meteens gekeer kan word nie, daarom het hy geleer om sy hande “saam met die bal” te beweeg wanneer hy dit vang. Sodoende bring hy dit meer geleidelik tot stilstand.
As jy ooit weer tee sou drink wat nie van die teeblare in teesakkies berei is nie, en daar dryf ’n teeblaartjie (wat jy nie wil drink nie) in jou tee, moet dit dan nie uitskep nie. Probeer net om jou koppie te draai sodat die blaartjie aan die oorkant moet drywe. Jy sal uitvind dat die moedswillige teeblaartjie nie wil padgee nie. Dit bly aan jou kant. Die verklaring is soos volg: Die tee wat in die koppie lê, sit nie aan die koppie vas nie en word dus nie gedwing om saam met die koppie te draai nie. Inteendeel, dit bly vanweë sy rustraagheid in die koppie lê, presies soos dit vóór die draaiing gelê het.
DIT gebeur nogal dikwels dat bewegingstraagheid en rustraagheid met mekaar in botsing kom. Een voorbeeld is waar ’n mens ’n tennisbal teen ’n muur gooi. As gevolg van sy bewegingstraagheid wil die bal hom nie sommer laat keer nie, maar vanweë sy rustraagheid wil die muur nie padgee nie. Die muur sal wen, want sy rustraagheid is baie groter as die bal se bewegingstraagheid.
Só ’n botsing tussen bewegingstraagheid en rustraagheid vind ook plaas wanneer ’n jagter met my sy geweer op ’n springbok losbrand. Die bok word nie sommer opsy gestoot deur ’n stukkie lood nie, maar die koeël word ook nie gekeer deur die sagte vleis van ’n ou bokkie nie. Die gevolg is dat die koeël dwarsdeur die bok dring.
KYK na die afbeelding van die seun by die tafeltjie (foto ’n paragraaf of twee hieronder) en probeer die eksperiment nadoen—maar doen dit eers buitenhuis totdat jy die kuns goed bemeester het. Daar lê ’n silwerskoon tafelkleedjie onder die bottel. Tussen die bottel en die potjie, wat ’n vlekkende gekleurde vloeistof soos ink bevat, lê ’n poskaart. Aan die rand van die kaart is ’n toutjie vas. Die potjie met gekleurde vloeistof is oop. Dit staan sekuur reg bokant die bottelbek.
Roep nou jou ma en moenie weifel nie, maar wees beslis en ruk die kaartjie vinnig tussen die bottel en die potjie sydelings uit. Tot groot verligting vir haar, sal die potjie nog veilig bo-op die bottelbek staan. As sy niks sê nie, en ook niks doen nie, is haar senuwees goed. Jy behoort dan aan haar, as sy nog wil luister, die geheim van jou sukses te verklaar.
LINKS: Die seun gaan die kaartjie skielik na die kant toe uitruk; dan sal die inkpot vanweë sy rustraagheid nog op die bottel bly staan.
Jou maats word spesiaal gevra om stip te konsentreer op wat hulle moet doen en om hul hande glad nie te laat sak nie. Moenie halfhartig wees nie. Wees vasberade en gee die besemstok in sy middel ’n harde afwaartse hou met ’n ander swaar stok. Die besemstok breek aan twee stukke, maar die papierringe word nie eens deurgesny nie. Gaan dink nou nog ’n keer na oor die wonder van rustraagheid.
REGS: Die besemstok lê in papierringe wat oor twee meslemme hang. As die man die besemstok in sy middel ’n harde hou toedien, breek dit in twee, maar die papierringe word nie deurgesny nie. Die rustraagheid van die besemstok is hiervoor verantwoordelik.
DIE feit dat die universele swaartekrag so uiters belangrik is vir die bewaring van die merkwaardige ewewig wat in die groot heelal aangetref word (byvoorbeeld dat dit die hele maan aan die aarde en al die planete aan die son gekoppel hou) moet noodwendig die indruk wek dat swaartekrag ’n enorme krag is. Is hierdie waarneming juis of nie?
Hiermee word twee feite in verband met swaartekrag aan die lig gebring, naamlik dat swaartekrag in die eerste plek afhang van hoe groot die betrokke massas is, en ten tweede van wat die afstand tussen hulle is. Swaartekrag neem toe namate die massas groter word, maar dit verminder vinnig met toenemende afstand. ’n Swaartekrag-toename vanweë ’n massatoename, kan dus vergoed vir ’n swaartekragafname weens ’n afstandtoename, en daarom is dit waar dat die aantrekkingskrag tussen die maan en die aarde of tussen die aarde en die son tog nog enorm is, hoewel die maan gemiddeld 384 400 kilometer van die aarde af is en die son agenoeg 400 maal verder.
Die aantrekking wat hulle as gevolg van afstand verloor, word ruimskoots goedgemaak deur die aantrekking wat hulle vanweë hul enorme massas wen.
’n Interessante vraag dring hom hier aan ons op: Wat sal gebeur as die middelpuntvliedende krag wat die aarde vanweë sy sonwenteling het, skielik verdwyn? Die antwoord is dat ’n noodlottige ewewigsverstoring sal plaasvind en dat die aarde voortgedryf deur die enorme swaartekrag wat ons hierbo beskryf het, op die 65ste dag in die son sal val, nadat dit ongeveer 150 miljoen kilometer afgelê het.
Terselfdertyd kan jy verstaan waarom jy nie kan voel as ’n vliegtuig wat bokant jou kop in die lug is, jou opwaarts trek nie. Jy weeg miskien maar 60 kilogram. Jy en die vliegtuig is albei klein en lig en daarom is die aantrekkingskrag tussen julle nietig. Maar vervang nou die vliegtuig deur die hele aarde waarop jy staan. Dan verander die saak, want die aarde is só groot dat dit jou aantrek met ’n krag van 60 kilogram, d.w.s. ’n krag gelyk aan jou eie gewig. Die aantrekkingskrag van die aarde op ’n liggaam is eenvoudig die gewig van daardie liggaam.
Jy kan maklik op ’n groot bal staan, maar jy kan nie op die bal bly as dit onderstebo gedraai word nie. Ons aarde is ’n groot bal. Dit draai om en om. Het jy al ooit gedink waarom jy nie afval nie? Dit is ook nie vir jou snaaks dat jy op die grond kan staan nie, maar het jy al daaraan gedink dat reg onder jou voete aan die ander kant van die aarde, daar mense is wat met hul voete na jou toe staan en dus aan die aarde “hang”?
REGS: Die aarde trek hierdie mense almal na sy sentrum toe aan. Dit verklaar waarom hulle almal op die aarde kan “staan” en nie “afval” nie.
’n Magneet trek ’n speld aan. Jy kan die magneet sien, jy kan die speld sien en jy kan ook die speld se beweging sien, maar jy kan nie die magnetiese krag self sien nie. Daardie wonderbaarlike swaartekrag wat aan jou gewig gee; wat verhinder dat ek en jy, en die mense onder ons voete, van die aarde af val; wat die atleet terugruk aarde toe ná ’n hoogspring; wat my te hulp kom wanneer ek afdraand stap, maar my hinder wanneer ek bergklim; wat water beveel om rivier af te stroom, maar dit verbied om opdraand te vloei; wat keer dat die maan van die aarde af padgee; wat die oorsaak is van die daaglikse hoogwater en laagwater in die oseane; wat daarvoor sorg dat al die water wat uit die see verdamp, altyd weer in die vorm van reën, ryp, kapok, sneeu en hael na die aarde toe terugkeer; en wat help om die ewewig van die ganse heelal te bewaar, is net so ’n onsigbare, maar juis daarom so ’n uiters geheimsinnige krag.
Maar buiten hierdie rampspoedige gevolge van ’n swaartekragstaking sou daar nog ander wees: Ons weet almal dat die atmosfeer (dampkring) van ons aarde ’n diep luglaag is, wat die hele aarde omring en oral daarop rus. Swaartekrag stel die aarde in staat om sy luglaag deur aantrekking vas te hou en oral met hom mee te neem, al beweeg hy ook hoe om die son en al neem die son hom ook waarheen tussen die sterre.
AS in aanmerking geneem word hoe volkome afhanklik ons van swaartekrag is, dan klink dit voorwaar vreemd om van die mens se stryd teen swaartekrag te praat. Die mens, liggaamlik self maar swak, beskik egter oor ’n verbasende breinkrag; hy lê groot ondernemingsgees aan die dag en hy smee merkwaardige planne.
Hy het egter gou-gou uitgevind dat sy vliegtuigmotore hom in die steek kan laat, of dat sy voertuig aan die brand kan raak, en dat hy dan gevaar loop om hom onder die voortdrywing van swaartekrag dood te val, tensy hy ’n veilige landing kan bewerkstellig indien hy sou uitspring. In hierdie stryd teen swaartekrag is die valskerm gebore, waarmee die mens vandag nie net homself nie, maar ook sy voedsel, sy medisyne en sy wapens, net waar hy wil, veilig uit die lug op die aarde kan neerlaat.
En dan is die kroon in die mens se stryd om die stoflike hemele ’n deel van sy leefwêreld te maak, in die laaste helfte van die twintigste eeu gespan toe hy ook die ruimte kon oorwin en selfs op die maan kon land.
LINKS: Die Brits-Amerikaanse ruimtevaarder Michael Foale vind dat dit aan boord van die Internasionale Ruimtestasie maklik is om vrugte soos ’n sirkusnar op te gooi en weer te vang sonder dat die aarde se swaartekrag die vrugte ondertoe trek. Die rede vir die sogenaamde “gewigloosheid” wat ondervind word aan boord van ’n ruimtetuig wat om die aarde wentel, is dat die mense en dinge daarin voortdurend besig is om vanweë die aarde se swaartekrag na die aarde te val—maar as gevolg van die snelheid van die omwentelingstuig wat wil-wil wegbreek om sy eie koers in die ruimte in te slaan, is hulle ook gedurig besig om die aarde mis te val!