يعد قانون الجاذبية أو قانون الجاذبية الكونية أحد أهم القوانين في الفيزياء الكلاسيكية، والذي يشرح ويتنبأ بدقة بعلاقة الأشياء ببعضها البعض من حيث الجذب وفقًا لكتلة كل جسم طورها العالم نيوتن و ظلت النظرية الأكثر أهمية حتى جاء العالم مع أينشتاين بنظرية النسبية التي قادت عرش الفيزياء الكلاسيكية.

قانون الجاذبية الأرضية

هذا ما يعرف بقانون نيوتن للجاذبية الكونية ويسمى أحيانًا “قانون التربيع العكسي”.

نص القانون

“تجتذب كلتا الكتلتين في الكون بعضهما البعض بقوة تتناسب طرديًا مع ناتج كتلتيهما وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بين مركزي الكتلتين.”

وهو قانون استنتاجي، بمعنى أن هناك قوة جذب بين أي جسمين في الكون 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 العام، و m_1 هو رمز كتلة الجسم الأول (عادةً بالكيلوجرام). m_2 هو رمز كتلة الجسم الثاني (بالكيلوجرام عادة). F هو رمز القوة الناتجة عن الجاذبية. r هو رمز المسافة بين جسمين (المسافة (عادةً بالوحدات المترية).

العلاقة بين الوزن والكتلة

مفاهيم الوزن والكتلة مختلطة، لكن هناك فرق كبير بينهما. الكتلة هي كمية المادة التي يتكون منها الجسم. الوزن هو رد فعل وتأثير الجاذبية على هذه الكتل. أي أن الوزن هو مقدار القوة التي تؤثر على الجسم بسبب الكتلة. والعلاقة الرياضية بينهما W = m ∗ gW Weight.m Mass.g Gravity. عندما تقارن الوزن والكتلة على سطح الأرض، لا تجد فرقًا بينهما، ولكن كلما ابتعدت عن الأرض، يتناقص الوزن، لكن الكتلة ثابتة. على سبيل المثال، وزن أي شخص على قمة جبل إيفرست أقل من وزنه على شاطئ البحر الميت. الأجرام السماوية، الفرق واضح بسبب الاختلاف الكبير في الحجم، فمثلاً الجاذبية على المشتري بسبب كتلته الكبيرة أكبر من الجاذبية على كوكب الأرض بمقدار 316 مرة.

تاريخ قانون الجاذبية

الأشياء التي كانت على الأرض منذ بداية الخلق / منذ الانفجار العظيم وتتحرك باتجاه الأرض، بغض النظر عن قوة رميها بعيدًا عنها. هناك أي مؤشر على أن الشخص فكر في سبب سقوط الأجسام نحو الأرض حتى قدم الفيلسوف اليوناني أرسطو التصور الأول لهذه القوة العظيمة. لقد رأى أن الأجسام تنجذب إلى مكانها الطبيعي فقط وأن الأجسام تسقط بسرعة تتناسب مع وزنها، على سبيل المثال إذا رمى شخص قطعة من المعدن وريشة من الأرض. مكان مرتفع تسقط فيه القطعة المعدنية أولاً بسبب حجمها ووزنها فقط. ولكن بعد حوالي ألفي عام جاء جاليليو حيث أجرى تجربة أثبت فيها أن الأجسام تتدحرج بنفس السرعة والتسارع بغض النظر عن وزنها. وهي النواة التي بنى عليها العالم نيوتن نظريته، فقد لاحظ أن حركة الأجسام الصغيرة على الأرض تتبع نفس نمط حركة الكواكب وباقي الأجسام في السماء. بينما جمع نيوتن قوانين الحركة الثلاثة التي وضعها بجانب الملاح، فقد أوضحت تجاربه وتجارب أسلافه قانونًا في صيغة رياضية يمكن من خلالها تحديد قوة التجاذب بين شيئين.

ثم، في عام 1687، صاغ العالم الألماني يوهانس كليبر ثلاثة قوانين تتنبأ بحركة الأجرام السماوية (خمسة منها فقط معروفة)، ودرسها بالملاحظة والتنبؤ والتجربة فقط، ولم يكن لديه نموذج نظري.

ثم جاء العالم العظيم أينشتاين ليجمع كل النظريات ويضع لنا النظرية العامة للنسبية التي تشرح العلاقة بين المادة والحركة، أي أن سرعة الأجسام تؤثر على مادتها، أي أجسام الكتلة عندما يتحرك، يحدث انحناء فعلي في نسيج الزمكان، والذي بدوره قادنا إلى حقيقة أنه لا يمكن لجسم ذي كتلة أن يصل إلى سرعة الضوء، وبالتالي الطبيعة المزدوجة (الأشعة / الموجات) للضوء وهذا الضوء ليس له كتلة. قانون E = mc²، أي أن حاصل ضرب الكتلة في مربع سرعة الضوء يساوي الطاقة (مادة يمكن تحويلها إلى طاقة)، وهو القانون الذي يقوم على فكرة القنبلة النووية . ولكن مع هذه الأمثلة، عندما يتطلب انفجار عظيم لنجم عملاق أن تتغلب الجاذبية المتولدة من الطاقة المتفجرة على قوة الانفجار، وهو أحد مكونات ما يسمى بالثقب الأسود القادر على ثني نسيج الزمكان و لا شيء يفلت من جاذبيته، حتى الضوء، لكن هذه النظرية تتعارض مع فيزياء الكم، وقد وُضعت على الورق فقط حتى جاء العالم ستيفن هوكينج، الذي التوفيق بينها.

قصة اكتشاف الجاذبية

يقال أنه في عام 1666 كان العالم إسحاق نيوتن جالسًا تحت شجرة عندما سقطت تفاحة على رأسه من الشجرة. لأنه يجذب كل شيء نحوه، وبعد حوالي عشرين عامًا من التفكير والبحث، توصل إلى قانون الجاذبية الكونية.

(قصة جميلة، قد تكون أو لا تكون صحيحة، ليس هناك دليل على صحتها، مجرد قصص ينقلها العلماء في أروقة العلم)

العلاقة بين العجلة والجاذبية

الجاذبية لم يتم تعريفها بدقة، إنها فقط القوة التي تفرضها الأرض على الأشياء، والاسم العام لتلك القوة هو الذي يتسبب في سقوط الأشياء، ويتم إطلاقها على جميع الآليات التي تقوم بهذا الفعل. التسارع ناتج عن الجاذبية. لذلك فهو أكثر دقة.

أهمية الجاذبية

  • يساعد في تحريك القمر في مراحله المعتادة والثابتة، والتي بدورها توازن الأرض على محورها كما لو كانت مركز ثقل خارجي، وتؤدي عملية المد والجزر المهمة لحياة الكائنات البحرية.
  • مهم في توازن 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 الضغط الجوي المناسب للحياة. كتلته 48.00 جم / مول من الضوء ؛ لذلك فهو في طليعة الغازات التي تستقبل الأشعة فوق البنفسجية وتمنعها من اختراق الأرض، ولأنه غاز سام لا يتنفس، فهو يؤدي دوره في مكانه على أكمل وجه.
  • بسبب جاذبية الأرض، عندما يخترق نيزك الغلاف الجوي، يزداد تسارعه بشكل كبير ؛ يزيد من احتكاكه بطبقات الهواء، يحترق معظم الأرقام قبل وصوله إلى الأرض، ونراه على شكل سهم لامع يخترق ظلام الليل، ولا يصل إلى الأرض سوى النيازك ذات الأحجام الكبيرة.
  • لعبت الجاذبية بشكل عام دورًا في تكوين الكون كما يراها الفيزيائيون فيما يعرف بنظرية الانفجار العظيم، حيث بدأ الكون من نقطة ذات حجم صفري وكتلة لانهائية، ثم حدث الانفجار العظيم، مما أدى إلى تسريع التوسع بشكل كبير. الكون؛ بمجرد أن تبرد الكون، لعبت الجاذبية دورًا مهمًا في تجميع جزيئات المادة والغبار حول كتل تنمو ببطء، وتشكيل الكواكب والأقمار والنجوم، وأدت في النهاية إلى ظهور الكون بالشكل الذي نعرفه الآن. نحن في الواقع مصنوعون من الغبار الكوني عن طريق الجاذبية.

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 يجعل الأشياء كما لو كانت تُجذب نحو الأرض. تعتمد الجاذبية المغناطيسية على الخصائص الكيميائية والفيزيائية المحددة للأجسام. يمكن للمغناطيس سحب الأشياء أو دفعها وفقًا لاتجاه العمود. وما يحدث داخل المادة من حركة الإلكترونات ؛ لأن كل إلكترون هو مجرد مغناطيس صغير.

وهكذا تحدثنا عن قانون الجاذبية ونصه وصيغته الرياضية وتاريخه ومساهمة العلماء في بنيته وأهمية الجاذبية والفرق بينها وبين بعض المفاهيم المتشابكة ونأمل أن نكون قد ساعدنا. أنت.