Doświadczenie z dwiema kulami

Komentując wpisy płaskoziemców można się czasem nadziać na teksty wzywające do przeprowadzenia doświadczenia z drewnianymi kulami (np. pod tym filmem), które podobno obala istnienie grawitacji. Przedstawiono tam dwóm wyznawcom płaskiej Ziemi prośby, aby opisali własne doświadczenia tego typu, podając kolejno:

1. Masę użytych ciał. 

2. Odległość między nimi. 

3. Przebieg doświadczenia. 

4. Sposób eliminacji czynników zewnętrznych. 

5. Metodę dokonywania pomiarów i szacunek błędów. 

6. Metodę kontroli wyników. 

7. Obliczenia odnośnie siły grawitacji, która powinna istnieć między ciałami użytymi do doświadczenia.

Reakcja? Żadna. Wcześniej zadano prostsze pytania:

Czym posłużyłeś się do zmierzenia odległości pomiędzy sznurkami, na których zawiesiłeś te kulki? Intryguje mnie również masa tych kul i ich odległość od siebie?

Odpowiedź, muszę przyznać, była fascynująca:

Odległość pomiędzy kulami minimalna, taka żeby tylko kule się nie dotykały. Przyrząd pomiarowy, najlepiej jest użyć poziomicy, którą ustawiamy w poziomie i przystawiamy do tych linek (żyłek, nitek), w górnej części zawieszenia. Linki uprzednio zabarwiamy w ten sposób, żeby odznaczyły się na tej poziomicy, a potem zjeżdżamy z poziomicą w dół i sprawdzamy czy rozstaw pomiędzy zaznaczeniami się zgadza/pokrywa z rozstawem linek w dolnej części zawieszenia, czy nie. Masa przedmiotów jest nieistotna, ponieważ twierdzenie głosi, że; "wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie, wzajemnie przyciągając się."

Zamiast przedstawienia doświadczenia mamy wezwanie do "zrób sobie sam". W dodatku, kiedy przyjrzymy się proponowanemu przebiegowi i narzędziom pomiarowym, widać jego kuriozalność i fakt, że jest to pseudodoświadczenie, które nie może dać żadnych mierzalnych wyników.

Popatrzmy po kolei:

Odległość pomiędzy kulami minimalna, taka żeby tylko kule się nie dotykały.  

To ma pewien sens, ponieważ ze wzoru na siłę grawitacji...

...wiemy, że siła jest odwrotnie proporcjonalna do odległości między ciałami, więc im mniejsza odległość, tym siła będzie większa. Diabeł jednak tkwi w szczegółach: Potrzebne jest narzędzie, którymi można zmierzyć różnice w położeniu tychże kul. Zaś w tej kwestii propozycja jest następująca:

Przyrząd pomiarowy, najlepiej jest użyć poziomicy, którą ustawiamy w poziomie i przystawiamy do tych linek (żyłek, nitek), w górnej części zawieszenia.

Ręce opadają, bo czy to jest sposób precyzyjnego pomiaru odległości w doświadczeniu fizycznym? Dziecko z podstawówki będzie wiedziało, że tak nie można zrobić, bo tutaj nie ma mowy nie tylko o jakimkolwiek realnym pomiarze, ale nawet próbie pomiaru, bo poziomica służy do określania poziomu/pionu, a nie mierzenia odległości. Dalej nie jest lepiej:

Linki uprzednio zabarwiamy w ten sposób, żeby odznaczyły się na tej poziomicy, a potem zjeżdżamy z poziomicą w dół i sprawdzamy czy rozstaw pomiędzy zaznaczeniami się zgadza/pokrywa z rozstawem linek w dolnej części zawieszenia, czy nie. 

Doświadczenie ma polegać, co warto pamiętać, na zawieszeniu dwóch kul na linkach pod sufitem i mierzenia tego, o ile się odchylą w swoją stronę na skutek wzajemnego przyciągania. Twórca projektu doświadczenia nie proponuje żadnej metody odizolowania doświadczenia od czynników zewnętrznych, włącznie z grawitacyjnym wpływem własnego ciała czy ruchu powietrza, a pomiarów ma zamiar dokonywać przyrządem, który nie jest do tego zaprojektowany. Z góry wiadomo, że przy niewielkich masach użytych kul, wychylenie będzie niesamowicie małe, a na jego wielkość będą miały wpływ wszystkie możliwe czynniki zewnętrzne, które się pojawią. Mimo to pomysłodawca jest przekonany, że będzie w stanie zauważyć ew. przesunięcie linki na tle poziomicy.

"Masa przedmiotów jest nieistotna, ponieważ twierdzenie głosi, że; "wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie, wzajemnie przyciągając się.""

Jest li tak rzeczywiście? Zerknijmy do wzoru na siłę grawitacji, który mamy powyżej. Jak widać na załączonym obrazku, siła grawitacji jest wprost proporcjonalna do masy ciał, które się przyciągają. Oznacza to, że im większa jest masa przedmiotów użytych w doświadczeniu, tym większy będzie efekt powodowany przez ich wzajemne przyciąganie się, a tym samym masa obiektów użytych do doświadczenia ma kolosalne znaczenie. Warto przy tym zwrócić uwagę, że mimo wszystko siły, o którym mówimy w takim doświadczeniu, są skrajnie małe nawet dla bardzo ciężkich kul, których można by użyć (np. dla kul o masie 100 kg odległymi o 1 metr siła grawitacji między nimi ma wartość 0,000000667‬ N).

Trudno oczekiwać, aby przy tak przeprowadzonym "doświadczeniu" mógł wyjść inny wynik niż ten, że dwie kule się nie przyciągają. O tym, jak takie doświadczenie powinno być przeprowadzane, wie każdy, kto zapoznał się z przebiegiem tzw. eksperymentu Cavedisha. Tyle, że wierni wyznawcy płaskiej Ziemi tego nie zrobią, bo wg. nich ten eksperyment nigdy nie został przeprowadzony, a tym bardziej powtórzony.