التطبيقات العملية على قوة شد جاذبية الأشياء وأسباب حصول تغيرات فيها

2011 مكتبة الفيزياء القوى في الطبيعة

ليز سونبورن

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

قوة شد جاذبية الأشياء التطبيقات العملية على قوة شد جاذبية الفيزياء

يُطلق على قوة شد جاذبية أحد الكواكب على الأجسام الموجودة على سطحه مصطلح "الوزن"، لكن ينبغي عدم الخلط بين الوزن والكتلة.

فالكتلة، وهي كمية المادة التي يحويها جسم ما، تظل ثابتة؛ لأن كتلة الجسم لا تتغير بصرف النظر عما إذا كان هذا الجسم موجوداً على الأرض أو على القمر أو على كوكب المشتري .

لكن وزن الجسم قد يتغير لأن وزنه على كوكب المشتري مثلاً يصبح أكبر مما هو عليه على الأرض، وبما أن كوكب المشتري أضخم من الأرض بمقدار كبير تكون قوة شد جاذبيته أكبر بكثير أيضاً.

 

وعلى عكس ذلك فإن وزن الجسم ذاته يكون أقل على القمر، وبما أن القمر أصغر حجماً من الأرض فإن قوة شد جاذبيته اقل أيضاً، ونتيجة لذلك نستطيع على سطح القمر رفع الأجسام الضخمة التي نتمكن من زحزحتها على الأرض بصعوبة.

يستخدم الفيزيائيون لوصف قوة مجال الجاذبية الرمز (g)، الذي يمثل نسبة تسارع سقوط جسم ما بسبب جاذبية الأرض.

حيث يساوي تسارع قوة الجاذبية (g)، على كوكب الأرض 9.8 متر لكل ثانية تربيع، ما يعني أن الجسم يتحرك بعد ثانيتين من سقوطه بمقدار 9.8 متر في الثانية الواحدة أسرع مما تحرك في نهاية الثانية الأولى.

 

وفي أماكن مختلفة على الأرض غالباً ما يكون تسارع قوة الجاذبية إما أقل أو أكثر بقليل من 9.8 متر لكل ثانية تربيع، ويعود سبب هذه الفروق إلى الاختلافات في كثافة القشرة الأرضية، وهذا ما يجعل الجيولوجيين يستخدمون قياس تسارع قوة الجاذبية لمعرفة حركات القشرة الأرضية.

ما يختلف التسارع الحاصل بسبب الجاذبية الأرضية على أجسام مختلفة على أساس شدة مجال جذبها.

فعلى سطح القمر مثلاً يساوي تسارع قوة الجاذبية حوالي 1.6 متر فقط لكل ثانية تربيع، بينما يبلغ تسارع الجاذبية على سطح كوكب المشتري 24.9 متر لكل ثانية تربيع تقريباً.

 

تطبيقات عملية

تتجلى قوة شد جاذبية الأجسام الأخرى في نظامنا الشمسي على الأرض في السلوك الذي تسلكه المحيطات والبحار، فظاهرة المد والجزر تنتج عن القوة التي يبذلها القمر، والشمس إلى حدٍ ما. عموماً.

إن مياه المحيطات الموجودة على جانب الأرض الأقرب إلى القمر تشدها قوة جاذبية القمر فينتج عنها المدّ؛ لذلك تساعدنا معرفتنا بالجاذبية على توقع حدوث المدّ والجزر.

 

كما يعتمد استكشافنا للفضاء على فهمنا لقوة الجذب، وكي تتمكن الأجسام التي نطلقها إلى الفضاء من الإفلات من الغلاف الجوي للأرض، لابدّ لها من الانطلاق بسرعة كافية حتى تفلت من شد جاذبية الأرض، ويساعدنا فهمنا لقوانين الجاذبية على حساب السرعة اللازمة لتحقيق ذلك، والتي يُطلق عليها مصطلح "سرعة الإفلات".

وتتيح لنا معرفة هذه القوانين وضع الأقمار الاصطناعية في مدارها الصحيح حول الأرض.

 

ومع أن الأرض تظل مشدودة دائماً نحو الشمس إلا أنها لا تصطدم بها؛ لأن الأرض تتحرك بسرعتها الذاتية.

وعلى نحو مشابه لابدّ للقمر الاصطناعي أن تكون له السرعة المناسبة من أجل بقائه في المدار الصحيح، فإذا كانت سرعته قليلة جداً سيهبط عائداً إلى الأرض، أما إذا كانت سرعته عالية جداً فسيتغلب على قوة الجاذبية مبتعداً عن الأرض ويسبح في الفضاء.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]