قانون الجذب العام

قانون الجذب العام.

  • ينص قانون الجاذبية الكونية على وجود قوة تجذب جسمين معًا، لأن هذه القوة يمكن أن تعتمد على كتل الجسمين والمسافة بينهما.
  • يربط القانون العام للجاذبية أيضًا القوة التي تجذب جسمين لبعضهما البعض بضرب كتل كل من هذه الأجسام فِيْ علاقة عكسية ومباشرة.
    • هذا أيضًا من خلال مربع المسافة الذي يفصل بينهما فِيْ علاقة عكسية، مع مراعاة وجود ثابت الجاذبية العام.

قانون الجذب العالمي من حيث الصيغة الرياضية

  • الصيغ الفِيْزيائية فِيْ قانون الجاذبية العامة قوة الجاذبية تساوي، ثابت الجاذبية العام x ناتج كتل الجسم الأول x حاصل ضرب كتل الجسم الثاني، على مربع المسافة التي تفصل بينهما الجثث.
  • هذا فِيْ الرموز فِيْ هذا الشكل (² F = G × M1 × M2 / R12)، حيث تشير هذه الرموز إلَّى المؤشرات التالية
    • تشير F إلَّى قوة الجاذبية بين جسمين مختلفِيْن، والتي تُقاس بالنيوتن.
    • يشير M1 إلَّى كتلة الجسم الأول، والتي تُقاس أيضًا بالكيلوجرام.
    • يشير M2 إلَّى كتلة الجسم الثاني، مقاسة بالكيلوجرام.
    • R12 هِيْ المسافة التي تفصل بين الجسمين، وتقاس أيضًا بالأمتار.
    • G هُو ثابت الجاذبية العالمي، وكذلك ثابت الجاذبية للأرض ويساوي (6.674 × 10 ^ (- 11) نيوتن متر مربع / كجم²).

أمثلة رياضية فِيْ قانون الجاذبية الكونية

المثال الأول

  • إذا كانت الكرة كتلتها 10 كجم، والكرة المجاورة كتلتها 20 كجم، والمسافة بين الكرتين 0.5 م.
    • أوجد مقدار القوة التي تمارسها الكرة الأولى وتؤثر فِيْ كتلة الكرة الثانية.
  • الإجابة هِيْ أن قانون الجاذبية العام هُو أن قوة الجاذبية = ثابت الجاذبية العام مضروبًا فِيْ كتلة مقدار الجسم الأول مضروبًا فِيْ كتلة مقدار الجسم الثاني مقسومًا على مربع المسافة التي تفصل بين هذين الجسمين .
  • أيضًا، قوة الكرة الأولى على كتلة الكرة الثانية = (6.674 × 10 ^ (- 11) × 10 × 20 / (0.5) ²).
  • أيضًا، قوة الكرة الأولى على قوة الكرة الثانية تساوي = (5.34 (× 10 ^ (- 8) نيوتن).

المثال الثاني

  • إذا كان مقدار قوة كتلة كرة 10 كجم تعمل على كتلة كرة أخرى بجوارها 5 × 10 ^ (- 8) نيوتن، وكانت المسافة بينهما (0.5)، فأوجد كتلة حجم الكرة الثانية.
  • تكَمْن الإجابة أيضًا فِيْ قانون قوة الجذب، وهُو (حاصل ضرب القوة الأولى فِيْ حاصل ضرب القوة الثانية فِيْ مربع المسافة التي تفصل بين القوتين).
  • حيث إن القوة المؤثرة على الكرة الأولى على الكرة الثانية هِيْ (6.674 × 10 ^ (- 11) × 10 × كتلة الكرة الثانية / (0.5) ²).
  • النتيجة هِيْ (5 × 10 ^ (- 8) = 6.674 × 10 ^ (- 11) × 10 × كتلة الكرة الثانية على (0.5) ²).
  • 5 × 10 ^ (- 8) = 2.67 × 10 ^ (- 9) × كتلة الكرة الثانية.
  • وكتلة الكرة الثانية هِيْ (5 × 10 ^ (- 8) /2.67 × 10 ^ (- 9).
  • أيضا، حاصل ضرب الكرة الثانية = 18.73 كجم.

المثال الثالث

  • إذا كان مقدار القوة المؤثرة بواسطة كرة 10 كجم على كرة أخرى 5 كجم بجوارها هُو 5 × 10 ^ (- 8) ن.
    • أوجد المسافة بين الكرتين التي تسببت فِيْ هذا القدر من قوة الجاذبية.
  • سيكون الجواب قانون الجذب العام الذي ذكرناه فِيْ المثالين السابقين.
    • قوة الكرة الأولى المؤثرة على كتلة الكرة الثانية هِيْ 6.674 x 10 ^ (- 11) x 10 x 5 / (q) ².
  • و (5 × 10 ^ (- 8) = 6.674 × 10 ^ (- 11) × 10 × 5 / (ف) ²، والمنتج هُو (5 × 10 ^ (- 8) = 3.337 × 10 ^ (- 9 )) / (ف) ².
  • النتيجة (F) ² = (0.06674) والمسافة بين الكرتين 26 متر.

تطبيقات العالم الحقيقي لقانون الجذب

  • يتضح تأثير الجاذبية، المعروف باسم القانون العام للجاذبية، فِيْ الحياة من حولنا، وهناك العديد من تطبيقات الحياة لهذا القانون، بما فِيْ ذلك الجاذبية للكائنات الحية على الأرض.
  • يمكن تعريف جاذبية الأرض على أنها مقدار القوة التي تجذب بها الأرض أجسامًا ذات كتل مختلفة اعتمادًا على المسافة من مركز الجسم إلَّى مركز الأرض.
    • يتم قياس جاذبية الأرض تجاه هذه الأجسام أيضًا بوحدة قياس يرمز إليها الرمز G))، وتقدر قيمتها بهذه الكَمْية (6.674 × 10 ^ (- 11) N.m² / kg².
  • من الممكن أيضًا حساب قوة جاذبية الأرض للكائنات الحية التي تعيش عليها، باستخدام الصيغة الفِيْزيائية التالية، قوة جاذبية الأرض على الأجسام = ثابت الجاذبية العام x مقدار كتلة الجسم الأول x مقدار كتل الجسم الثاني / مربع المسافة بين الجسمين.
  • وهِيْ أيضًا مكتوبة بالرموز الإنجليزية فِيْ هذه الصورة (²F = G × M1 × M2 / R12).
  • حيث يشير الحرف f)) إلَّى قوة الجذب بين هذين الجسمين المختلفِيْن، وتقاس هذه القوة بالنيوتن.
  • علاوة على ذلك، (M1) هِيْ كتلة الجسم الأول، والتي تُقاس أيضًا بالكيلوجرام.
  • أيضًا (M2) هِيْ كتلة حجم الجسم الثاني، وتقاس أيضًا بالكيلوجرام.
  • علاوة على ذلك (R12) هِيْ المسافة بين الجسمين مقاسة بالأمتار.
  • ثابت الجاذبية العام فِيْ قانون الجاذبية العام هُو مقدار ثابت جاذبية الأرض، والذي يساوي 6.674 × 10 ^ (- 11) نيوتن. م² / كجم².
  • يمكن جذب الأشياء والأشياء ذات الكتل المختلفة، نتيجة لقوة الجاذبية التي تجذب الأشياء والكائنات نحوها، كَمْا لو كان هناك خط مستقيم بين مركز الأشياء ومركز الأرض.
  • تزيد كتل الأجسام من قوة الجاذبية على الأرض كلما زادت، وتقل هذه القوة مع زيادة المسافة بينها.

ماذا يعَنّْي اختبار القمر الصناعي

  • تعتبر ظاهرة الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض ولا تسقط من أهم ظواهر قانون الجاذبية الكونية التي يمكن تفسيرها.
  • بينما تدور الأقمار الصناعية فِيْ مدارات عالية السرعة بعيدًا عَنّْ مركز الأرض، حتى تتغلب على قوة الجاذبية فِيْ اتجاهها.
  • الأقمار الصناعية، التي يتم إطلاقها بسرعات مختلفة، هِيْ أحد الأسباب التي تمنعها من السقوط نحو الأرض وتقليل تأثيرها على قوة جاذبيتها.
    • حيث أن سرعة القمر الصناعي القريب من الأرض أكبر من سرعة القمر الصناعي الذي يدور حوله من مسافة أكبر.
  • إن تأثير الجاذبية على جسم قريب مهم، لذا فهُو يحتاج إلَّى سرعة عالية لضمان استمراره فِيْ التحرك فِيْ مداره حول الأرض.
    • المسافة العازلة بين الأرض والقمر الصناعي لها تأثير واضح.
    • لأنه إذا زادت المسافة بينها وبينها، فإن قوة التجاذب بينهما تتناقص وتبقى فِيْ حركة دائرية وسرعة ثابتة فِيْ مدارها.

حدوث المد والجزر

  • تحدث الظاهرة المسماة بالمد والجزر نتيجة لتأثير قوة جاذبية القمر على الأرض.
    • حيث يحدث المد والجزر على جانب الأرض القريب من القمر، لأن الجاذبية على القمر كبيرة.
  • أيضًا، يظهر المد على الجانب الآخر من الأرض، بسبب انجذاب كتلة الأرض بأكَمْلها نحو القمر بدلاً من الماء.
  • والسبب أن المد يحدث فِيْ الجانب الثاني من الأرض ؛ لأن الأرض قريبة من القمر، ومنجذبة به.
    • نتيجة لذلك، تنحسر المياه المتوسعة فِيْ الجانب الثاني.
  • وبالمثل، يحدث المد والجزر كل يوم لمدة 12 ساعة ونصف، فِيْ اتجاه القمر الذي يدور كل يوم فِيْ مداره.
    • هذا يعَنّْي مد وجذر قانون الجاذبية الكونية.

استقرار الأجرام السماوية فِيْ الفضاء الخارجي

  • تعتبر حركة الأجرام السماوية فِيْ الفضاء الخارجي، واستقرارها دون السقوط، ظواهر طبيعية.
    • وهُو ما يقلب تطبيق قانون الجاذبية العالمي.
  • حيث تساهم الجاذبية فِيْ استمرار حركة الكواكب حول الشمس، كَمْا تحافظ على حركة القمر حول الأرض.
  • تُحدث كتلة كل كوكب أو جرم سماوي فرقًا فِيْ مقدار الجاذبية تجاه الأرض.
    • كلما زادت الكتلة، زادت الجاذبية، والعكس صحيح.
  • المسافة الفاصلة بين الأجرام السماوية لها تأثير أيضًا، لذلك تزداد قوة الجاذبية مع تناقص مسافة الفصل.
  • وبالمثل، يتجلى تأثير الجاذبية فِيْ حَقيْقَة أن الكواكب المختلفة تدور فِيْ حركة مستمرة حول الشمس.
    • بمعَنّْى قوة الجذب بين الشمس والكواكب.
  • دوران القمر هُو أيضًا فِيْ حركته حول الأرض، أي قوة الجاذبية بين الأرض والقمر.
  • يظهر تأثير قانون الجاذبية الكونية فِيْ العديد من الظواهر الطبيعية التي تحيط بنا، مثل ظاهرة المد والجزر وحركة الأجرام السماوية فِيْ الفضاء وجاذبية الأشياء والأشياء نحو الأرض.
    • حيث تكون المسافة بينهما، بالنظر إلَّى ثابت الجاذبية، هِيْ 6.674 × 10 ^ (- 11) ن.م² / كجم².
‫0 تعليق

اترك تعليقاً