قانون الجاذبية الأرضية
هذا ما يعرف بقانون نيوتن للجاذبية الكونية ويسمى أحيانًا “قانون التربيع العكسي”.
نص القانون:
تجذب كل كتلتين في الكون بعضهما البعض بقوة تتناسب طرديًا مع ناتج كتلتيهما وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بين مركزي الكتلتين.
إنه قانون استنتاجي ، بمعنى أن هناك قوة جذب بين أي جسمين في الفضاء تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما وتتناسب طرديًا مع ناتج كتلتيهما.
الصيغة الرياضية لقانون الجاذبية:
= G \ frac {m_1 m_2} {r ^ 2} أو
FG = Gm1m2 / r2
بينما:
G هو ثابت الجاذبية العالمي و m_1 هو رمز الكتلة للجسم الأول (عادةً بالكيلوجرام). m_2 هو الرمز الثاني لكتلة الجسم (عادة بالكيلوجرام). F هو رمز القوة بسبب الجاذبية. r هو رمز المسافة بين كائنين (المسافة ، عادةً بالوحدات المترية).
العلاقة بين الكتلة والكتلة
يتم الخلط بين مصطلحي الوزن والكتلة ، ولكن هناك فرق كبير بينهما: الكتلة هي كمية المادة التي يتكون منها الجسم. الكتلة: هي تفاعل وتأثير الجاذبية على هذه الكتل. وهذا يعني أن الكتلة هي مقدار القوة المؤثرة على جسم بسبب الكتلة. والعلاقة الرياضية بينهما هي W = m ∗ g. W mass. كتلة. ز الجاذبية. عندما تقارن الكتلة والكتلة على سطح الأرض ، فلن تجد فرقًا بينهما ، ولكن كلما ابتعدنا عن الأرض ، تقل الكتلة ، لكن الكتلة ثابتة. على سبيل المثال ، الشخص الموجود على قمة جبل إيفرست يزن أقل من وزنه على شاطئ البحر الميت. وفي عالم الأجرام السماوية ، الفرق واضح بسبب الاختلاف الكبير في الحجم. على سبيل المثال ، الجاذبية على كوكب المشتري هي 316 مرة أكبر من الجاذبية على كوكب الأرض بسبب كتلته الكبيرة.
تاريخ قانون الجاذبية
الأجسام التي كانت على الأرض منذ بداية الخلق / منذ الانفجار العظيم تتحرك نحو الأرض ، بغض النظر عن القوة التي ترميها بعيدًا عنها ، ولم يفلت أي شخص من هذه القوة الكامنة في الأرض حتى نهاية القرن العشرين مع المغادرة من أول مسبار فضائي خارج مجال الجاذبية الأرضية. لكن لا يوجد ما يشير في التاريخ المكتوب إلى أن الإنسان فكر في سبب سقوط الأشياء على الأرض حتى طرح الفيلسوف اليوناني أرسطو المفهوم الأول لهذه القوة العظيمة: رمي قطعة معدنية وريشة من مكان مرتفع ، القطعة سوف يسقط المعدن أولاً ببساطة بسبب حجمه ووزنه. ولكن بعد ما يقرب من ألفي عام ، جاء العالم إلى جاليليو ، حيث أجرى تجربة أثبت فيها أن الأجسام تتدحرج بنفس السرعة والتسارع بغض النظر عن كتلتها. وكانت تجارب عالم جاليليو ونماذجه القديمة التي طورها كوبرنيكوس (حول الأجرام السماوية) هي النواة التي بنى عليها عالم نيوتن نظريته ، لأنه لاحظ أن حركة الأجسام الصغيرة التي تسقط على الأرض تتبع نفس نمط حركة الكواكب وباقي الأجسام في السماء. بينما جمع نيوتن قوانين الحركة الثلاثة ، التي وضعها جنبًا إلى جنب مع ملاحظاته وتجارب العلماء السابقين ، فقد اشتق القانون في صيغة رياضية يمكن من خلالها تحديد قوة التجاذب بين جسمين.
في عام 1687 ، صاغ العالم الألماني يوهانس كليبر ثلاثة قوانين تنبأت بحركة الأجرام السماوية (التي كان يعرف خمسة منها فقط).
ثم جاء العالم العظيم أينشتاين ليجمع كل النظريات ويقدم لنا نظرية النسبية العامة التي تشرح العلاقة بين الكتلة والحركة ، مما يعني أن سرعة الأجسام تؤثر على كتلتها ، مما يعني أن الأجسام ذات الكتلة عندما تتحرك. يحدث الانحناء الفعلي في بنية الزمكان ، والذي بدوره قادنا إلى حقيقة أن لا أحد يستطيع ذلك. يصل جسم مادي إلى سرعة الضوء ، ومن هنا تأتي الطبيعة المزدوجة (أشعة / موجات) للضوء وهذا الضوء ليس له كتلة. مما نتج عنه القانون E = mc² ، مضروبة الكتلة في مربع سرعة الضوء تساوي الطاقة (يمكن تحويل الكتلة إلى طاقة) ، وهو القانون الذي بُنيت عليه فكرة القنبلة النووية. لكن مع هذه الأمثلة ، يتطلب الأمر في حدوث انفجار كبير لنجم عملاق ، أن تتغلب الجاذبية الناتجة عن الطاقة المتفجرة على قوة الانفجار ، وهو أحد مكونات ما يسمى بالثقب الأسود ، القادر على ثني نسيج الفضاء. -الوقت ولا شيء يفلت من جاذبيته ، ولا حتى الضوء ، لكن هذه النظرية تتعارض مع فيزياء الكم ، لذلك كانت مجرد قراءة ورقية حتى التوفيق بينها من قبل العالم ستيفن هوكينغ.
قصة اكتشاف جاذبية الأرض
يقال أنه في عام 1666 ، كان العالم إسحاق نيوتن جالسًا تحت شجرة عندما سقطت تفاحة من الشجرة على رأسه ، وهنا بدأ يتساءل لماذا سقطت من أعلى إلى أسفل وليس إلى أعلى ، ولماذا سقطت بشكل عمودي. ظل يفكر حتى توصل إلى استنتاج مفاده أن هناك قوة في الأرض تجذب التفاح ، لأنها تجذب كل شيء إلى نفسها ، وبعد حوالي عشرين عامًا من التفكير والبحث توصل إلى قانون الجاذبية الكونية.
(قصة جميلة وقد تكون أو لا تكون صحيحة. ليس هناك دليل على صحتها ، مجرد قصص يرويها العلماء في أروقة المعرفة).
العلاقة بين التسارع والجاذبية
الجاذبية: لم يتم تعريفها بالضبط ، إنها فقط القوة التي تمارسها الأرض على الأشياء ، وهو الاسم العام لتلك القوة التي تسقط الأشياء ، ويتم إطلاقها على جميع الآليات التي تقوم بذلك. التسارع: ناتج عن الجاذبية. لذلك فهو أكثر دقة.
معنى الجاذبية
- إنه يساعد على تحريك القمر خلال مراحله المنتظمة والثابتة ، والتي بدورها توازن الأرض على محورها كما لو كانت مركز ثقل خارجي ، وتؤدي عملية مد وجزر مهمة للحياة البحرية.
- مهم في توازن أجسام الكائنات الحية (في الممالك الحيوانية والنباتية) وقدرتها على أداء جميع الوظائف الحيوية.
- إنه ما يحافظ على الغلاف الجوي للأرض في مكانه ، ويسمح للغازات التي تتنفسها جميع الكائنات الحية ، ويحافظ على ضغط جوي مناسب للحياة. وبالتالي ، فإن وجود الغلاف الجوي في مكانه عن طريق ترتيب الغازات يحمي الأرض من جميع الأخطار الكامنة في الفضاء ، على سبيل المثال ، كتلة غاز الأوزون O₃ ، الذي تبلغ كتلته 48.00 جم / سيفرت. حشرة العتة؛ لذلك فهي في طليعة الغازات التي تستقبل الأشعة فوق البنفسجية وتمنعها من اختراق الأرض ، وبما أنها غازات سامة لا تتنفس فهي تؤدي دورها على أكمل وجه.
- بسبب جاذبية الأرض ، عندما يخترق أي نيزك الغلاف الجوي ، يزداد تسارعه بشكل كبير. يزداد احتكاكها بطبقات الهواء وتحترق معظم الأرقام قبل وصولها إلى الأرض ونرى ذلك على شكل سهم لامع يخترق ظلام الليل ولا يصل إلا النيازك الكبيرة إلى الأرض.
- لعبت الجاذبية بشكل عام دورًا في تكوين الكون ، كما يراها الفيزيائيون فيما يُعرف باسم نظرية الانفجار العظيم ، حيث بدأ الكون من نقطة بحجم صفر وكتلة لانهائية ، ثم حدث انفجار كبير أدى إلى تسارع توسع الكون بقوة ؛ عندما برد الكون ، لعبت الجاذبية دورًا مهمًا في تجميع جزيئات المادة والغبار حول الكتل المتنامية ببطء لتشكيل الكواكب والأقمار والنجوم ، مما أدى في النهاية إلى تكوين الكون كما نعرفه اليوم. إنها في الواقع مصنوعة من الغبار الكوني بالجاذبية.
الفرق بين جاذبية الأرض والجاذبية المغناطيسية
الجاذبية الأرضية والجاذبية المغناطيسية مختلفتان تمامًا وليسا الشيء نفسه. الجاذبية هي القوة التي تنشأ بين أي جسمين بسبب اختلاف الكتلة بينهما ، مما يتسبب في انجذاب الأجسام إلى الأرض. يعتمد الجذب المغناطيسي على الخصائص الكيميائية والفيزيائية المحددة للأشياء. يمكن للمغناطيس جذب الأجسام أو صدها اعتمادًا على اتجاه القطب وحركة الإلكترونات التي تحدث داخل المادة. لأن كل إلكترون هو مجرد مغناطيس صغير.
لذلك تحدثنا عن قانون جاذبية الأرض ونصها وصيغتها الرياضية وتاريخها ومساهمة العلماء في بنيتها وأهمية جاذبية الأرض والفرق بينها وبين بعض المفاهيم المتعلقة بها ونأمل أن تكون قد وجدتها مفيدة. .