چرا وزن «هوا» ما را لِه نمی‌کند؟

 کیلومترها «هوا» زمین را پوشانده است. مرز بین جوّ زمین و فضای بیرونی، یا خط کارمان (خط فرضی در آسمان) حدود ۱۰۰ کیلومتر بالاتر از سطح سیاره است. به گفته آنتونی بروکلی، استاد علوم جوّی در دانشگاه راتگرز، با این حال، حدود ۹۹.۹ درصد از جرم جوّ زمین زیر ارتفاع ۴۸ کیلومتری قرار دارد.

هوا سبک‌تر از بدن ما است، اما اگر تمام حجم آن را در طوول چندین کیلومتر در نظر بگیریم، وزن فوق‌العاده زیادی دارد. بروکلی می‌گوید: «وقتی صحبت از یک ستون استوانه‌ای از هوا به قطر ۰.۳ متر میشود، جرم آن ۷۵۴ کیلوگرم است.» پس چطور جوّ زمین  ما را له نمی‌کند؟

دلیل له نشدن ما تا حدودی به توزیع فشار ربط دارد. هوا اطراف بدن ما جریان دارد. در نهایت، فشار هوا به طور یکنواخت به تمام قسمت‌های بدن ما وارد می‌شود و فقط یک نیروی رو به پایین نیست. بروکلی توضیح می‌دهد که با این حال، فشاری که جوّ به طور یکنواخت بر بدن ما وارد می‌کند، ناچیز نیست. تقریباً به وزن یک توپ بولینگ بزرگ در هر اینچ مربع (۱ کیلوگرم در سانتیمتر مربع) است.

مایکل وود، رئیس و استاد علوم کمّی دانشگاه کانیزی‌یِس در بوفالوی نیویورک، می‌گوید: «ما تحت فشار هوا له نمی‌شویم چون بدن ما در طول زمان طوری تکامل یافته تا در برابر فشارها مقاومت کند. بروکلی افزود: «هوای درون بدن ما اساساً همان فشار اما رو به بیرون است که سبب متعادل شدن نیروهای فشار می‌شود.»

کریستوفر بِرد، دانشیار فیزیک دانشگاه A&M وِست تگزاس توضیح داده که این تعادل نیروها تنها زمانی اتفاق می‌افتد که هوا بتواند به تمام طرف‌های بدن برسد. اگر دهانه جاروبرقی را به سمت دست ببرید تا تمام هوای روی پوست‌تان را بمکد، نیرویی که دست شما احساس می‌کند وزن هواست که به لوله جاروبرقی فشار می‌آورد.

با بالا رفتن شما به ارتفاع، هوا رقیق‌تر می‌شود، بنابراین با افزایش ارتفاع، فشار اتمسفر نیز کاهش می‌یابد. به همین دلیل است که ما هنگام بلند شدن و فرود آمدن هواپیما، در گوش‌هایمان «گرفتگی» احساس می‌کنیم و این گرفتگی زمانی اتفاق می‌افتد که فشار هوا در گوش میانی و فشار هوا در محیط با هم مطابقت نداشته باشد. زمانی که فشار هوای داخلی با فشار هوای خارجی تطبیق پیدا کند این گرفتگی برطرف می‌شود.

فشار داخلی بدن ما یکی از دلایلی است که ما نمی‌توانیم بدون لباس فضایی در فضا سفر کنیم. فشار در فضا اساساً صفر است. بدون فشار هوا که روی بدن انسان به سمت پایین فشار آورد، فشار داخلی درون بدن سبب می‌شود بدن مانند یک بادکنک باد کند تا زمانی که فشار آزاد شود.

فرادید