Fritt fall - ekvivalensprincipen

Årskurs: 7-9, Gymnasiet
Ämnesområde: Kraft och rörelse

Galileos klassiska experiment i Pisa, för att demonstrera att olika tunga kanonkulor faller lika snabbt mot marken, är ett första experiment som studerar det fysiker kallar ekvivalensprincipen. Se filmen ovan där Apollo-astronauterna upprepar Galileos experiment och släpper en fjäder och en hammare på månen.

Även ljuset faller
Albert Einstein tog ekvivalensprincipen som utgångspunkt för en hypotes om att vi inte på något sätt kan skilja på acceleration och gravitation. En konsekvens blir då att även ljuset faller - annars skulle vi ju kunna skicka en ljusstråle som fick visa vad som accelererades.

Detta märks naturligtvis inte till vardags men kan faktiskt observeras med ljus som passerar tunga galaxer. Man pratar om så kallade gravitationslinser.

Bakom solen
Einstein förutsade att ljuset från en stjärna bakom solen skulle kunna synas under en solförmörkelse på grund av denna effekt. Detta observerades 1919 och var en stor framgång för den allmänna relativitetsteorin.

Om du vill lära dig mer om relativitetsteorin kan du läsa Russell Stannards böcker om Farbror Albert som förklarar alla ideerna utan att fastna i ekvationer. 

Fortsatt forskning
Än idag undersöks ekvivalensprincipen. Forskare experimenterar med att försöka sätta gränser för möjliga skillnader mellan olika kroppars acceleration. En översikt av test av ekvivalensprincipen finns på hemsidan för STEP - Satellite Test of Equivalence Principle.

Besök STEP:s hemsida (ny flik)

I den följande filmen studerar Brian Cox från BBC en fjäder och ett bowlingklot som faller i NASA:s stora vakuum-kammare. Fallet visas i slow motion och kan ge intrycket att föremål faller långsammare i vakuum. Det gör de inte. Gravitationen behöver inte någon luft för att fungera!