ما خاصيتان تحافظان على الكواكب في مداراتها؟
يمكن تلخيص إجابة السؤال المتعلق بالخاصيتين اللتين تحافظان على الكواكب في مداراتها في نقطتين:
الخواص التي تحافظ على الكواكب في مداراتها هي: القصور الذاتي والمغناطيسية ، وجاذبية الجاذبية والمغناطيسية
الجاذبية هي ميل الكتل الصغيرة للتحرك نحو كتل أكبر. إنها القوة التي تربط الكون ببعضه البعض. وهو أيضًا ما يتسبب في سقوط الأشياء على الأرض وما يحافظ على الغلاف الجوي في مكانه حول الأرض. إنه مهم جدًا لبقاء البشرية والحياة على كوكب الأرض.
في حين أن القصور الذاتي هو عدم قدرة الجسم على تغيير حالته من حيث الاستقرار والحركة ، فإن الأموال التي لم تتأثر بتأثير خارجي ، وهذا القصور الذاتي يتناسب بشكل مباشر مع وزن الجسم ، أي كلما زاد حجم الجسم. . كلما زادت صعوبة تغيير موقفها (من حيث الاستقرار والحركة).
على سبيل المثال ، يصعب تحريك القطار ويتطلب طاقة عالية في المحركات ، وأيضًا عندما يكون ثابتًا ، فإنه يحتاج أيضًا إلى قوة كبح عالية. ويرجع ذلك إلى الكتلة الكبيرة (الوزن الثقيل) للقطار ، بينما تحتاج السيارة ، التي تزن أقل بكثير ، إلى قوة أقل للتحرك وقوة أقل للتوقف.
نقوم بتوصيل الأشياء ذات الوزن الصغير جدًا مثل سيارات الأطفال ، فهي تحتاج إلى قدر ضئيل من الطاقة للتحرك وكمية صغيرة للتوقف ، بحيث يمكن تحريكها وتحريكها بواسطة طفل صغير.
من هذا المنطلق ، فهمت أنه كلما زاد حجم الجسم ، زادت صعوبة تحريكه وزادت صعوبة إيقافه.
السرعة الخطية بالقصور الذاتي
يجب أن نلاحظ أن السرعة المتولدة في جسم غير قادر على تغيير حالته تسير في خط مستقيم ، لأن الأجسام تميل إلى التحرك في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه بعض التأثيرات الخارجية.
ناتج الجاذبية والقصور الذاتي
كما نفهم مما سبق ، تتطلب الجاذبية جسمًا أصغر (مع كتلة أقل) لينجذب إلى جسم أكبر (مع كتلة أكبر) وهذا الوضع ، إذا تم تطبيقه في الفضاء ، فإن جميع الكواكب تنجذب نحو الشمس. بسبب الاختلاف الكبير في الوزن.
أيضًا ، تتحرك الكواكب وفقًا لمبادئ القصور الذاتي المذكورة أعلاه ، لذا فهي تتحرك في خط مستقيم ، وإذا لم يكن للفراغ تأثيرات خارجية ، يجب أن تتحرك الكواكب في خط مستقيم خارج مدارها كما نعرفها وتضيع في الفضاء.
ومع ذلك ، بسبب معارضة قوتين (القصور الذاتي) و (الجاذبية):
إن القصور الذاتي الناتج عن سرعة دوران الكوكب العالية وكتلته الكبيرة يجبره على السفر في خط مستقيم خارج المدار الذي يدور حوله.
تجبر الجاذبية بين الكواكب والشمس ، بسبب الاختلاف الهائل في الكتلة بينهما ، الأجسام على التحرك نحو الشمس حتى تصطدم بها.
هاتان القوتان المتعارضتان ، إحداهما تسحب الكواكب إلى الداخل والأخرى تدفعها للخارج ، قد أصلحت الكواكب في مجالاتها (مداراتها) ، حيث يتناسب حجم قوى الجاذبية مع جمودها.
تجربة عن الجاذبية والقصور الذاتي
بعد إجابتك على سؤال ماهي الخاصيتين اللتين تحافظان على الكواكب في مداراتها ، نقدم لك تجربة عملية بسيطة توضح عمل القصور الذاتي والجاذبية ، وهي كالتالي:
أدوات المطلوبة:
- الكرة الصغيرة لها وزن.
- وتر
خطوات:
- اذهب إلى مكان بعيد لا يوجد فيه أحد ليكون آمنًا (على سبيل المثال ، ملعب كرة قدم).
- أدخل الكرة في الخيط.
- أمسك بنهاية الخيط ولف الخيط في مسار دائري حولك (كما في الصورة الأولى).
- اترك الخيط في لحظة وراقب الاتجاه الذي تتحرك فيه الكرة.
يتبع:
أثناء دحرجة الكرة أثناء حمل الخيط ، ستجد أن الكرة تدور في خط دائري (على غرار مدار كوكب) وأن هناك قوة تسحب الكرة من يدك (القصور الذاتي).
عندما نخرج من الخيط ، نجد أن الكرة لم تكمل الدوران في مسار دائري ، بل بدأت في خط مستقيم بالنسبة لموضع هبوطها (مثل الصورة الثانية).
الاستنتاج من التجربة
في الحالة الأولى ، عندما تقوم بتدوير الكرة: يمثل الخيط الذي تمسكه الجاذبية تسحب الكرة للداخل ، ويمثل التوتر الذي تجده في الخيط القوة القصور الذاتي التي تحصل عليها الكرة من سرعتها ، لذلك تدور الكرة بثبات مسارات دائرية (أو نصف دائرية).
إذا كانت إحدى القوتين أعلى من الأخرى ، فلن يتم إصلاح هذا المسار ، على سبيل المثال ، عندما تكون كتلة (وزن) الكرة كبيرة ونتيجة لذلك تكتسب سرعة قصور ذاتي كبيرة ، فإن الخيط سوف ينكسر و ستطير الكرة في خط مستقيم.
إذا لم تحصل الكرة على طاقة كافية لتدور ، فسوف تسقط على الأرض بسبب الجاذبية ولن يتم إطلاقها بعيدًا.
في الحالة الثانية ، عندما تغادر الكرة ، تتحرك الكرة في خط مستقيم بسبب سرعة القصور الذاتي ، من الضروري أن يتحرك الجسم في خط مستقيم إذا لم يتأثر بقوة خارجية.
لذلك نستنتج أنه بسبب نفس القوة الجاذبة في الخيط والقوة الطاردة في القصور الذاتي للكرة ، فإن الكرة استمرت في الدوران في مسار دائري ، وهاتان القوتان اللتان تعملان على الكواكب في الفضاء تحافظان على الكواكب في مداراتها الثابتة .
دور الأقمار في استقرار الكواكب
بعد أن أجبنا على السؤال المتعلق بالخاصيتين اللتين تحافظان على الكواكب في المدار ، قللنا المبدأ قليلاً وقياسه إلى الكواكب وأقمارها.
تدور الأقمار أيضًا حول الكواكب في مدارات ثابتة بسبب نفس القوتين اللتين تؤثران على الكواكب أثناء دورانها حول الشمس:
- الجاذبية تجعل الأقمار تتجه نحو الكوكب.
- يتسبب القصور الذاتي في محاولة الأقمار الهروب من جاذبية الكواكب.
من خلال الجمع بين هاتين القوتين ، يتم تثبيت الأقمار في مداراتها حول الكواكب ، تمامًا كما يتم تثبيت الكواكب حول الشمس.
ومع ذلك ، فإن للأقمار فائدة مهمة للكوكب لأنها تجعل الكواكب تدور باستمرار حول محورها ، فلا ينحرف الكوكب ويدور بشكل عشوائي ، لذا يعمل القمر كوزن يثبّت الكوكب في دورانه.
على سبيل المثال ، عندما تدور الأرض حول محورها ، نجد أنها تدور بانتظام ، وتجعل جولة واحدة كل 24 ساعة ، لا تزيد ولا تتناقص ، ولا تنحرف عن محورها وتدور بشكل عشوائي لأن القمر يعمل على تثبيت الأرض في دورانه حول محوره .. محاور.
لذلك أجبنا على السؤال المتعلق بالخاصيتين اللتين تحافظان على الكواكب في مداراتها وقدمنا شرحًا موجزًا لكيفية عمل هاتين الخاصيتين ، بالإضافة إلى تقديم تجربة عملية بسيطة تشرح عمل الجاذبية والقصور الذاتي. في استقرار الكواكب في مداراتها نأمل أن نكون قد ساعدناك.