Mình không rơi khỏi Trái Đất vì Trái Đất luôn kéo mọi thứ về phía tâm của nó, kéo con, kéo bố mẹ, kéo quả bóng, kéo cả nước biển. Ở bất cứ đâu trên quả địa cầu, phía dưới chân mình cũng là phía tâm Trái Đất, nên các bạn nhỏ ở tận bên kia Trái Đất cũng đứng vững y như mình.
Chào bạn, đây là Nhà Bác Học. Câu hỏi này thường bật ra ngay sau khi con lần đầu thấy quả địa cầu tròn trên bàn học: thế những người ở phía dưới sao không rơi ra. Một câu hỏi rất thông minh, và hôm nay mình trả lời bằng vài trò chơi bố mẹ làm được ngay trong nhà.
Trái Đất kéo mọi thứ về phía nó
Bạn bảo con cầm một quả bóng nhựa rồi buông tay. Quả bóng rơi xuống. Hỏi con vì sao nó không bay lên trần, không bay ngang ra cửa. Con sẽ nói vì nó nặng. Bạn hỏi tiếp: thế cái lông gà nhẹ thì sao. Lông gà cũng rơi xuống, chỉ chậm hơn thôi.
Vậy là có một thứ gì đó kéo mọi vật xuống. Thứ ấy các nhà khoa học gọi là lực hấp dẫn, hay nói gọn là lực hút. Trái Đất to và nặng khổng lồ, nên nó kéo mọi thứ quanh nó về phía mình.
Lực hút này mình không nhìn thấy, không sờ được, nhưng nó có mặt mọi lúc. Nó giữ con ngồi yên trên ghế, giữ nước trong cốc không bay đi, giữ không khí ở quanh Trái Đất để mình thở.
Một câu cho con nhớ: Trái Đất như một người mẹ khổng lồ, lúc nào cũng ôm mọi thứ vào lòng.
Thế người ở bên kia Trái Đất có bị rơi không?
Đây là chỗ trẻ hay bối rối nhất. Trên quả địa cầu, nước mình ở phía trên, còn Nam Mỹ ở gần như phía dưới. Vậy các bạn nhỏ ở Nam Mỹ phải đứng chổng ngược sao.
Bí mật nằm ở chữ phía dưới. Phía dưới không phải là phía dưới cái bàn học, mà là phía tâm Trái Đất. Ở nước mình, tâm Trái Đất nằm dưới chân mình. Ở Nam Mỹ, tâm Trái Đất cũng nằm dưới chân các bạn ấy. Ai cũng thấy mình đứng thẳng, đầu hướng lên trời.
Bạn có thể làm một trò nhỏ: lấy quả cam, cắm vài cây tăm có gắn hình người giấy tí hon quanh quả cam, chân hướng vào trong. Rồi xoay quả cam đi. Người nào cũng đứng chân trên mặt cam, đầu chỉ ra ngoài. Không ai bị ngược cả. Bạn giữ phần tăm, con chỉ cầm quả cam để tránh đầu nhọn.
Khi con hiểu ý này, con cũng hiểu luôn vì sao nước biển không chảy tràn ra khỏi Trái Đất. Nước cũng bị kéo về phía tâm, nên nó nằm yên trong lòng biển, dù ở phía nào của quả địa cầu.
Vì sao nhảy lên lại rơi xuống?
Rủ con ra sân và nhảy thật cao. Dù cố đến mấy, con cũng rơi xuống ngay. Lúc nhảy, chân con đẩy con lên. Nhưng ngay khi rời mặt đất, Trái Đất đã kéo con về. Sức chân thắng được một chút xíu thời gian, rồi lực hút thắng.
Con chim bay được vì đôi cánh liên tục đẩy không khí xuống để giữ mình trên cao. Cánh ngừng vỗ, không lượn được nữa, chim cũng phải hạ xuống. Máy bay cũng phải có động cơ và đôi cánh làm việc không ngừng mới ở trên trời được.
Có một câu chuyện người ta hay kể: nhà khoa học Newton ngồi dưới gốc cây táo, thấy quả táo rơi và tự hỏi vì sao nó rơi thẳng xuống. Chuyện quả táo có thể chỉ là giai thoại được kể lại cho dễ nhớ, nhưng điều có thật là Newton đã giải thích rằng cùng một lực kéo quả táo rơi cũng giữ Mặt Trăng đi vòng quanh Trái Đất.
Đó là một ý rất lớn: lực kéo chiếc lá rơi trong sân nhà và lực giữ Mặt Trăng trên trời là một.
Phi hành gia lơ lửng trên trạm vũ trụ là vì sao?
Con có thể đã xem cảnh phi hành gia bay lơ lửng trong trạm vũ trụ, nước đọng thành giọt tròn trôi trong không trung. Nhiều người nghĩ ở đó không có lực hút. Thật ra lực hút của Trái Đất ở độ cao ấy vẫn còn khá mạnh.
Lý do phi hành gia lơ lửng là vì cả trạm vũ trụ lẫn người bên trong đang cùng rơi về phía Trái Đất, nhưng đồng thời bay ngang cực kỳ nhanh, nhanh đến mức vừa rơi vừa trượt vòng qua Trái Đất mà không bao giờ chạm đất. Người và trạm rơi cùng nhau nên người không đè lên sàn trạm.
Bạn có thể ví với cảm giác khi đi thang máy bắt đầu đi xuống, hay khi xích đu rơi từ điểm cao nhất. Bụng con thấy nhẹ hẫng trong tích tắc. Phi hành gia sống trong cảm giác hẫng ấy suốt nhiều tháng.
Ý này khó với trẻ nhỏ, nên bạn chỉ kể khi con hỏi. Với trẻ lớn hơn, đây là một câu chuyện tuyệt vời để con thấy khoa học hay hơn những gì mình tưởng.
Trên Mặt Trăng mình sẽ nhảy cao hơn
Mặt Trăng nhỏ và nhẹ hơn Trái Đất nhiều, nên lực hút ở đó chỉ bằng khoảng một phần sáu. Một bạn nhỏ ở Trái Đất nhảy cao được một gang tay, lên Mặt Trăng có thể nhảy cao gấp mấy lần.
Các phi hành gia từng đặt chân lên Mặt Trăng đi lại bằng cách nhảy cò cò, bật từng bước dài, vì đi bộ bình thường ở đó lại thấy vướng. Họ mặc bộ đồ rất nặng, thế mà vẫn bật nhảy nhẹ nhàng.
Trò chơi tưởng tượng này trẻ rất thích: nếu con lên Mặt Trăng, con muốn nhảy qua cái gì. Có bé nói nhảy qua cái bàn, có bé nói nhảy qua mái nhà. Bạn có thể cùng con ước lượng xem ý nào gần đúng.
Và đừng quên kết lại bằng câu hỏi ngược: nếu có một hành tinh lực hút mạnh gấp đôi Trái Đất thì con sẽ đi lại thế nào. Câu trả lời của con thường rất buồn cười và rất đáng nghe.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao mình không thấy Trái Đất tròn khi đi ngoài đường?
Vì Trái Đất rất to so với mình, nên mặt đất quanh ta trông gần như phẳng. Giống như một con kiến bò trên quả bóng rổ thấy chỗ nó đứng phẳng lì. Chỉ khi nhìn từ rất cao, như từ máy bay hay từ vũ trụ, người ta mới thấy rõ đường cong.
Nếu khoan một cái lỗ xuyên qua Trái Đất thì sao?
Đây là một câu hỏi tưởng tượng các nhà khoa học rất thích. Nếu có lỗ như vậy và không có gì cản, một hòn đá thả xuống sẽ rơi qua tâm rồi lại đi lên phía bên kia, đung đưa qua lại. Trong thực tế không làm được vì lòng Trái Đất cực nóng và đặc.
Vật nặng có rơi nhanh hơn vật nhẹ không?
Nếu không có không khí cản, vật nặng và vật nhẹ rơi nhanh như nhau. Lông gà rơi chậm là vì không khí cản nó nhiều. Bạn có thể cho con thả một tờ giấy phẳng và một tờ giấy vo tròn để thấy không khí cản khác nhau ra sao.
Lực hút có làm mình nặng lên không?
Cân nặng mình đọc trên bàn cân chính là sức Trái Đất kéo mình xuống. Ở trên Mặt Trăng, cùng một người nhưng bàn cân sẽ chỉ số nhỏ hơn nhiều. Còn lượng thịt xương trong người thì vẫn như cũ.
Bao nhiêu tuổi thì nên giải thích trọng lực cho con?
Từ khoảng bốn năm tuổi, con đã hiểu được ý Trái Đất kéo mọi thứ về phía nó qua trò thả bóng. Ý phía dưới là phía tâm Trái Đất thường hợp với trẻ từ năm sáu tuổi khi con đã thấy quả địa cầu. Chuyện phi hành gia lơ lửng nên để dành cho trẻ lớn hơn.
