قانون الجاذبية الأرضية وقصة اكتشافها والعلاقة بين التسارع والجاذبية

قانون الجاذبية الأرضية وقصة اكتشافها والعلاقة بين التسارع والجاذبية

يعد قانون الجاذبية أو قانون الجذب العام من أهم القوانين في الفيزياء الكلاسيكية ، وهو قانون يوضح العلاقة بين الأشياء ويتنبأ بها بدقة بناءً على كتلة كل جسم والجاذبية. طرح العلماء من قبل نيوتن ، فقد كانت أهم نظرية حتى طرح أينشتاين نظرية النسبية ، عرش الفيزياء الكلاسيكية.

قانون جاذبية الأرض

يسمى قانون نيوتن للجاذبية الكونية أحيانًا قانون التربيع العكسي.

نص قانوني:

“تجذب كتلتان في الكون بعضهما البعض ، وتتناسب قوتهما مع ناتج كتلتهما ، وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بين مركزي الكتلتين.”

هذا هو قانون الاستدلال ، بمعنى أن هناك تجاذبًا بين أي كائنين في الكون ، والذي يتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما ويتناسب عكسياً مع ناتج كتلتيهما.

اقرأ أيضًا: ما محيط المثلث؟والقانون العام لمحيط المثلث

الصيغة الرياضية لقانون الجذب:

= G frac {m_1 m_2} {r ^ 2} أو

FG = Gm1m2 / r2

ومع ذلك:

G هو ثابت الجاذبية العام ، و m_1 هو رمز الوزن الأول (عادةً بالكيلوجرام). m_2 هو رمز الوزن الثاني (عادة بالكيلوجرام). F هو رمز القوة الناتجة عن الجاذبية. r هي علامة على مقدار المسافة بين جسمين (المسافة عادة بالوحدات المترية).

العلاقة بين الوزن والوزن

مفاهيم الوزن والكتلة مختلطة ، ويمكنك التبديل بينهما ، ولكن هناك فرق كبير: الكتلة هي كمية المواد التي يتكون منها الجسم. الوزن: هو رد فعل وتأثير الجاذبية على هذه الكتل. وهذا يعني أن الوزن هو مقدار القوة التي تؤثر عليها الكتلة على الجسم. والعلاقة الرياضية بينهما هي W = m ∗ g. وزن W. م هي الجودة. غرامات الجاذبية. عند مقارنة وزن وكتلة سطح الأرض ، لن تجد الفرق بينهما ، ولكن كلما ابتعدنا عن الأرض ، سينخفض ​​الوزن ، لكن الكتلة ثابتة. على سبيل المثال ، أي شخص على قمة جبل إيفرست يكون أثقل من مثيلاته على شواطئ البحر الميت. في عالم الأجرام السماوية ، هذا الاختلاف واضح بسبب الاختلاف الهائل في الحجم ، على سبيل المثال ، نظرًا لكتلة المشتري وقوة الجاذبية ، فهو أكبر بمقدار 316 مرة من تلك الموجودة على الأرض.

تاريخ قانون الجاذبية

تحركت الأجسام التي كانت موجودة على الأرض منذ إنشائها / الانفجار العظيم ، بغض النظر عن قدرتها على مغادرة الأرض ، نحو الأرض. وحتى نهاية القرن العشرين ، لم يفلت أي شيء من القوة الملقاة على الأرض. أ بعد قرن من مغادرة مسبار فضائي مجال الجاذبية الأرضية ، لم يكن هناك ما يشير إلى أن الشخص كان يفكر في سبب سقوط الجسم على الأرض ، حتى طرح الفيلسوف اليوناني أرسطو المفهوم الأول لهذه القوة الهائلة. الهدف هو أن نرى أن الجسد ينجذب فقط إلى وضعه الطبيعي ، وأن الجسم يسقط بسرعة تتناسب مع وزنه. على سبيل المثال ، إذا رمى شخص قطعة من المعدن ثم ألقى ريشة من ارتفاع ، فإن المعدن حجم ووزن القطرة الأولى. ولكن بعد ما يقرب من 2000 عام ، أجرى العالم جاليليو تجربة أثبت فيها أن الأجسام تتدحرج بنفس السرعة والتسارع بغض النظر عن وزنها. تعد تجربة العالم غالتون والنموذج القديم الذي طوره كوبرنيكوس (حول الأجرام السماوية) في صميم تأسيس العالم نيوتن لنظريته ، لأنه لاحظ أن حركة الأجسام الصغيرة التي تسقط على الأرض تتبع نفس نمط الحركة ، الكواكب وبقية الأشياء في السماء. عندما جمع نيوتن قوانين الحركة الثلاثة ، وضع هذه القوانين بجانب ملاحظاته وخبرة العلماء السابقين ، واقترح لنا قانونًا في شكل رياضي يمكن من خلاله تحديد العلاقة بين شيئين.

ثم ، في عام 1687 ، وضع العالم الألماني يوهانس كليبر ثلاثة قوانين للتنبؤ بحركة الأجرام السماوية (لم يكن يعرف سوى خمسة قوانين) ، ودرسها فقط من خلال الملاحظة والتنبؤ والتجربة ، لكنه لم يكن نموذجًا نظريًا.

ثم هناك العالم العظيم أينشتاين ، الذي جمع كل النظريات وطور النسبية العامة لنا ، وهو ما يفسر العلاقة بين المادة والحركة ، مما يعني أن سرعة الأشياء تؤثر على مادتها ، مما يعني أنه عندما يكون لديهم كتلة عندما يكون جسم ما يتحرك ، يحدث انحناء فعلي في بنية الزمكان ، وهذا بدوره يقودنا إلى حقيقة أن جسمًا بدون كتلة يصل إلى سرعة الضوء ، وبالتالي فإن الطبيعة المزدوجة للضوء (شعاع / موجة) ، والضوء عديم الكتلة. يؤدي هذا إلى قانون E = mc² ، مما يعني أن حاصل ضرب الكتلة مضروبة في مربع سرعة الضوء يساوي مكافئ الطاقة (يمكن تحويل مادة إلى طاقة) ، وهو أساس قانون القنابل النووية . ومع ذلك ، في هذه الأمثلة ، عندما يتطلب انفجار نجم ضخم قوة الجاذبية الناتجة عن طاقة الانفجار لتفوق القوة التفجيرية ، يمكن لما يسمى بمكونات الثقب الأسود أن يثني هيكل الزمكان. لا يمكن للجاذبية وحتى الضوء الهروب ، لكن النظرية تتعارض مع فيزياء الكم ، لذا فهذه مجرد ورقة اقتراح حتى يوفق بينها العالم ستيفن هوكينج.

اقرأ أيضاً: أفضل تخصصات القانون وأهم الجامعات المتخصصة في البحث القانوني

قصة اكتشاف جاذبية الأرض

يقال أنه في عام 1666 جلس العالم إسحاق نيوتن (إسحاق نيوتن) تحت شجرة عندما سقطت التفاحة من الشجرة ، وبدأ يفكر في سبب سقوط التفاحة من أعلى إلى أسفل دون رفع رأسها ، ولماذا سقطت في في الاتجاه العمودي ، ظل يفكر حتى وصل إلى الأرض واجتذب نوعًا من القوة ، وسقطت تفاحة ، وكل هذا جذبها. بعد حوالي عقدين من التفكير والبحث ، اقترح “قانون الجاذبية الكونية”.

(قصة جميلة قد تكون صحيحة أو خاطئة. ليس هناك دليل على صحتها. إنها مجرد قصة نشرها العلماء في أروقة متحف العلوم)

العلاقة بين العجلة والجاذبية

الجاذبية: الجاذبية ليست محددة بدقة ، إنها فقط القوة التي تمارسها الأرض على الجسم ، وهي المصطلح العام للقوة التي تسبب سقوط الأشياء ، وهي تنطبق على جميع الآليات التي تؤدي هذا الإجراء. التسارع: بسبب الجاذبية وهذا أكثر دقة.

أهمية الجاذبية

• إنه يساعد على جعل القمر يتحرك في مرحلته المعتادة والثابتة ، والتي بدورها توازن الأرض حول محورها كمركز جاذبية خارجي ، وتؤدي عمليات المد والجزر التي تعتبر حيوية للحياة البحرية.
• إنه مهم في توازن الكائن الحي (مملكة الحيوان والنبات) وقدرته على أداء جميع الوظائف المهمة.
• إنه غاز يحافظ على الغلاف الجوي للأرض في مكانه ، ويسمح لجميع الكائنات الحية بالتنفس ، ويحافظ على ضغط جوي مناسب للحفاظ على الحياة على الأرض. لذلك ، يمكن أن ينقذ الغلاف الجوي بترتيب الغازات الأرض من جميع المخاطر الكامنة في الفضاء الخارجي ، على سبيل المثال ، وزن غاز الأوزون O 3 بكتلة 48.00 جم / مول ؛ وبالتالي ، فإنه يتلقى الضوء فوق البنفسجي ويمنع من اختراق باطن الأرض الواجهة الأمامية للغاز ، ولأنه غاز سام لا يمكن استنشاقه ، فإنه يمكن أن يلعب دوره كاملاً.
• بسبب جاذبية الأرض ، عندما يخترق أي نيزك الغلاف الجوي ، سيزداد تسارعه بشكل حاد. ازداد الاحتكاك بينها وبين طبقة الهواء ، فمعظم الأعداد احترقت قبل وصولها إلى الأرض ، ورأيناها على شكل سهام لامعة ، اخترقت ظلام الليل ولم تصل إلى الأرض إلا نيازك كبيرة.
• وفقًا للفيزيائيين الذين يطلق عليهم نظرية “الانفجار العظيم” ، تلعب الجاذبية دورًا في تكوين الكون ، حيث يبدأ الكون من نقطة ذات حجم صفري وكتلة غير محدودة ، ثم يحدث انفجار كبير ، مما يؤدي إلى الحد الأقصى. يسرع تمدد الكون ؛ بمجرد أن يبرد الكون ، تلعب الجاذبية دورًا مهمًا في تجميع جزيئات المادة والغبار حول الكتلة المتزايدة ببطء لتشكيل الكواكب والأقمار الصناعية والنجوم ، وفي نهاية هذه العملية تتسبب في أن يكون الكون أدناه أصبح مظهر الشكل معروفًا الآن ، لأننا في الواقع مصنوعون من الغبار الكوني الناتج عن الجاذبية.

اقرأ أيضًا: معلومات عن النجوم في السماء وحجم وشكل النجوم

يحدد الاختلاف الجاذبية والجاذبية المغناطيسية للأرض

الجاذبية الأرضية والجاذبية المغناطيسية مختلفة تمامًا وليست نفس الشيء ، والجاذبية هي القوة المتولدة بين جسمين بسبب اختلاف الكتلة بين الجسمين ، مما يجعل الأجسام كما لو كانت تُجذب نحو الأرض. يعتمد التجاذب المغناطيسي على الخصائص الكيميائية والفيزيائية المحددة للجسم. يمكن للمغناطيس سحب أو دفع الأشياء وفقًا لاتجاه القطبين وتأثير الحركة الإلكترونية داخل المادة. لأن كل إلكترون هو مجرد مغناطيس صغير.

لذلك ناقشنا قانون الجاذبية ونصه وصيغته الرياضية وتاريخه ومساهمة العلماء في بنيته وأهمية الجاذبية واختلافه مع مفاهيم معينة مترابطة نتمنى أن نكون قد ساعدناك.