تعريف الجاذبية الأرضية وأهميتها الجاذبية من العوامل التي تساعد على استدامة الحياة على الكوكب ، حيث تعمل جاذبية الأرض على الحفاظ على المسافة الموجودة بين الأرض والشمس ، وتعرف هذه المسافة بمدار الأرض ، لأن هذه المسافة هي سبب للبقاء من التواضع على كوكب الأرض ، ومن هذه البيانات سنقوم بتنويرك من خلال سطورنا التالية في موقعنا في بيان إجابة السؤال المطروح ، والاقتراب من مجال الجاذبية.
الجاذبية
تعتبر الجاذبية قوة الجذب الكونية التي تحدث بين جميع المواد ، وتعرف بأنها قوة الجذب التي تحدث بين جسمين حيث تجذب جميع الأجسام في الكون بعضها البعض ، فعند إطلاق الكرة تصل إلى ارتفاع معين ثم سوف تسقط بسبب تأثير قوة الجاذبية ، وتعتبر هذه القوة أيضًا الأضعف بين أنواع القوى الكونية ، لأنها لا تلعب دورًا في تحديد الخواص الداخلية للمواد ، لكنها تتميز بالبعد الكوني. التأثير والمدى ، لأنه يتحكم في مسارات الأجسام الموجودة في النظام الشمسي أو في أي مكان آخر ، ويتحكم أيضًا في تطور النجوم والمجرات والكون بأسره.
تعريف الجاذبية الأرضية
تدل جاذبية الأرض على أنها من خصائص كوكب الأرض التي تعمل على جذب كل الأجسام إلى مركزها بسبب كتلتها الهائلة ، لأن هناك قوة تجاذب بين الأجسام وتتميز جاذبية الأرض بحقيقة أنها تجذب كل الأشياء نحو نفسها مع تسارع 9.8 م / ث 2 ، وتنتج جاذبية الأرض عن كتلة الأرض لأنها تجذب كل أجسام الكون فيما يتعلق بكتلتها والعلاقة بين معكوس المربع من المسافة بين مراكزهم ، فإنه يؤثر على الفضاء الخارجي ويمنع سقوط الأجسام وانحرافها عن مسارها ، ويقدر تسارع الجاذبية على سطح القمر بـ 1.6 م / ث².
أهميّة الجاذبيّة
جاذبية الأرض لها أهمية كبيرة ، حيث أن الأجسام تحترق من الشمس ولا تستطيع البقاء والعيش على سطح الأرض ، وسيوضح ما يلي أسباب أهميتها:
- الجاذبية تربط العالم ببعضه.
- الجاذبية هي السبب في أن الكواكب تحافظ على مدارها حول الشمس.
- المد والجزر في المحيط ناتج عن الجاذبية بين القمر والأرض.
- تقوي الجاذبية جهاز المناعة في الجسم ، فعندما تضعف العضلات بدون وزن بسبب قلة الاستخدام ، لذلك يجب على رواد الفضاء ممارسة الرياضة كل يوم.
- تحافظ الجاذبية على الأدوار الحيوية للأجسام وتوزيع السوائل في الجسم ، لذلك يعاني رواد الفضاء من الصداع ومشاكل الدورة الدموية.
- تحافظ جاذبية الأرض على وجود الغلاف الجوي الذي يحيط بالأرض ، لأنها تسمح للكائنات الحية بالتنفس والعيش.
- تحافظ جاذبية الأرض على الأرض في مدارها مما يساعد على الحفاظ على مسافة مناسبة بينهما والاستفادة من أشعة الشمس.
تاريخ الجاذبيّة
يعتبر إسحاق نيوتن أول من اكتشف جاذبية الأرض عام 1687 ، حيث تم اكتشاف جاذبية الأرض عندما جلس تحت شجرة التفاح ولاحظ سقوط التفاحة ، ثم حاول معرفة سبب سقوطها للأسفل بدلاً من الانعطاف يمينًا أو يسارًا أو حتى لأعلى ، حيث يتم تمثيل هذا السبب بقوة غير معروفة شدته إلى أسفل ، كما أطلق عليه نيوتن بعد ذلك اسم الجاذبية وطور نظرية نيوتن لقانون الجاذبية العالمي ، ثم جاء ألبرت أينشتاين إلى القرن العشرين حيث أعطى فكرة جديدة عن الجاذبية وهي أنها تزييف للزمان والمكان.
وحدة الجاذبيّة
تعتبر الجاذبية إحدى القوى الأساسية للكون ، لأنه من الممكن قياس قوة تأثيرها واستنتاج وحدتها بفضل قانون نيوتن الأساسي لقياس القوة ، وهي القوة = الكتلة * التسارع ، لذلك يمكن لوحدة الجاذبية يتم تحديدها بذكر الوحدة الخاصة لكل من المتغيرات المذكورة في المعادلة بالإضافة إلى أن وحدة قياس الكتلة هي الكيلوجرام أما بالنسبة لقياس التسارع l بوحدة المتر في الثانية المربعة عند تطبيق الوحدات في المعادلة ، تصبح وحدة الجاذبية كيلوغرام * متر / ثانية ^ 2 ، حيث تسمى وحدة نيوتن.
أنظر أيضا: التسارع الزاوي لعجلات سيارة نصف قطرها 0.5 م و تسارعها الخطي 6.5 م / ث 2 هو
مفهوم مجال الجاذبية
يُعرَّف مجال الجاذبية بأنه القوة الموجودة في الفضاء حول كتلة أو مجموعة من الكتل ، ويمتد المجال في جميع الاتجاهات وتزداد كميته وتنقص وفقًا للمسافة بين الأجسام ، حيث يُقاس مجال الجاذبية بالوحدات القوة لكل وحدة كتلة ، وغالبًا ما تستخدم وحدة الكتلة نيوتن لكل كيلوغرام ، ويتم تصنيف هذا المجال على أنه أحد أنواع مجالات القوة ، حيث يتم تحديده بالعلاقة التالية (مجال الجاذبية = ثابت الجاذبية العام × كتلة الجسم / مربع المسافة) ، ويمكن تفسير مجال الجاذبية حول الأجسام بطريقتين ، على النحو التالي:[7][8]
- الأسهم: تشير الأسهم إلى مقدار واتجاه القوة في نقاط مختلفة في الفضاء. كلما زاد طول السهم ، زادت قوة القوة.
- خطوط المجال: تشير خطوط المجال إلى اتجاه القوة المؤثرة على كائن في مكان معين في الفضاء ، حيث يُشار إلى مقدار المجال من خلال تباعد الخطوط ، وكلما اقتربت من بعضها البعض ، بالإضافة إلى قيمة القوة .
انظر أيضًا: إذا دفعت صندوقًا كتلته 20 كجم بقوة 40 نيوتن ، فما تسارع الصندوق؟
نظرية جاليليو للجاذبية
ألقى العالم جاليليو جاليلي أشياء من أعلى برج بيزا المائل ، مثل النقود والذهب والخشب والرصاص ، وتوقع أن تسقط الأشياء الثقيلة على الأرض بسرعة أكبر من الأجسام الخفيفة ، حتى تلامس جميعها الأرض. في نفس الوقت ، وهكذا اكتشف العالم أن الجاذبية تساهم في تسارع جميع الأجسام بنفس المعدل على الرغم من الكتلة أو المكونات ، ولذلك سميت هذه النتيجة بالسقوط الحر أو مبدأ التكافؤ ، كما هو معروف. في الفيزياء الحديثة ، حيث طور العالم ألبرت أينشتاين النظرية العامة للنسبية بافتراض صحة هذا المبدأ ، وتشير النظريات الحديثة إلى أن تسارع الجاذبية يعتمد على مكونات مواد الأجسام بدقة ، وعندما يتم إثبات صحة هذه المعلومات ، من الضروري إعادة النظر في نظرية النسبية.[9]
نظرية نيوتن للجاذبية
نشأ مفهوم جاذبية الأرض مع عالم الرياضيات الإنجليزي إسحاق نيوتن في القرن السادس عشر ، عندما دار حول العالم جالسًا تحت أشجار التفاح وسقطت إحدى ثماره على رأسه ، مما دفعه إلى التفكير في سبب السقوط مباشرة على الأرض ثم بعد ذلك نشر نظريته عن جاذبية الأرض في ثمانينيات القرن السادس عشر.
نص نظرية نيوتن للجاذبية
توضح نظرية نيوتن أن القوة يمكن ملاحظتها وتؤثر على كل الأشياء في الكون ، وترتبط بين الكتلة والمسافة الحية ، حيث يتناسب حجم هذه القوة بشكل مباشر ، ويتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما ، لأنها تمتلك تبين أن قيمة قوة الجاذبية تتناقص بين الأجسام البعيدة عن بعضها البعض والأشياء التي تحمل كتلًا صغيرة.
قانون نيوتن في الجاذبية
يوضح قانون الجاذبية لنيوتن أن أي جسمين في الكون لهما قوة جذب بينهما ، حيث طور نيوتن قانون الجاذبية في عام 1687 واستخدمه لمراقبة تحركات الكواكب وأقمارها ، والصيغة الرياضية للقانون هي : (قوة الجاذبية = ناتج كتلة الجسم الأول x كتلة الجسم الثاني x ثابت الجذب العام ÷ مربع المسافة بين الجسمين) ، والرموز مكتوبة بالشكل التالي: (s = k1 x k2 xs / q²) ، لأن هذه الرموز يمكن تفسيرها على النحو التالي:
- ق: مقدار قوة الجاذبية بوحدة النيوتن.
- K1: كتلة الجسم الأول بالكيلوجرام.
- ك2: كتلة الجسم الثاني بالكيلوجرام.
- s: ثابت الجاذبية العام ، يساوي 6.67408 x 10 ^ -11 N.m² / kg².
شاهد أيضًاماذا يحدث عندما تؤثر قوة محسوسة على جسم؟
نظرية آينشتاين للجاذبية
فاز العالم ألبرت أينشتاين بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1921. ساهم بنظرية بديلة للجاذبية في القرن التاسع عشر حيث كانت جزءًا من نظرية النسبية العامة. لم يعتقد أن الجاذبية قوة وأشار إليها على أنها انحناء في الزمكان ووصفها بالبعد الرابع. فيما يلي شرح للاختلاف بين الفيزياء الأساسية ونظرية أينشتاين:
الفيزياء الأساسية
تعرفه الفيزياء الأساسية على أنها عدم وجود قوة خارجية تعمل أثناء العمل ، مما يجعل الجسم يتحرك في خط مستقيم ، وبناءً على ذلك ، فإن أي جسمين موجودين في مسارات متوازية يسيران دائمًا بشكل متوازٍ ، إلا أنهما لا يلتقيان أبدًا على الرغم من أنهما يتقابلان. لا تلتقي في الواقع ، لكن تنتهي الأجسام المارة باتباع مسارات متوازية في الاصطدام في أوقات معينة ، كما يشرح نيوتن حدوث هذا الفعل عن طريق الجاذبية ، لأنه يساهم في جذب الأجسام تجاه بعضها البعض أو نحو جسم ثالث.
انظر أيضًا: لإبطاء الجسم لأن سرعته تتباطأ
نظرية آينشتاين
يوضح أينشتاين في نظريته أن الجسمين المتحركين يستمران في البقاء في الخطوط المستقيمة ، حتى يتحول هذان الجسمان إلى مسارات كروية بسبب انحناء الزمكان ، أي عندما يتحرك جسمان على مستوى مسطح حيث سيتحركان في مستوي كروي ، والمساران المستقيمان ينتهيان بالقرب …