عندما نتحدث عن جاذبية الأرض وتسارع الجاذبية، نتذكر قوانين نيوتن التي حددت تسارع الجاذبية وجاذبية الأرض واستخدام الجاذبية وتأثيرها على الوزن والكتلة والقوة.
وتتدخل في العديد من الأسئلة المتعلقة بالفيزياء، وقد تناول العديد من الباحثين والعلماء موضوع الجاذبية للتعرف على خصائصها واستخداماتها وفوائدها.
ما هي عجلة الجاذبية؟
تسارع الجاذبية هو الشيء الذي تسببه قوة جاذبية الأرض، بغض النظر عن مقاومة الهواء، فإن تسارع الأجسام في مجال الجاذبية الأرضية له نفس معدل دالة المسافة من مركز الأرض.
إنه أيضًا مقدار تغير السرعة كدالة للوقت، أي عندما تزداد سرعة الجسم، وهو ما يسمى بالتسارع، يزداد تسارعه، وبخلاف ذلك، عندما تنخفض سرعة الجسم أو تتباطأ، ينخفض التسارع .
تقاس وحدة التسارع بالأمتار لكل ثانية مربعة، وتتغير سرعة الأجسام نتيجة لقوة خارجية، وبعض القوانين التي تحدد التسارع بسبب الجاذبية هي كالتالي:
- القانون الأول: تظل جميع الأجسام في حالة راحة أو تتحرك بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تتأثر بقوة خارجية.
- القانون الثاني: التغير في السرعة أو التسارع يتناسب طرديًا مع القوة المؤثرة على الجسم.
- في اتجاه القوة الناتجة ويتناسب عكسيا مع كتلة الجسم.
- القانون الثالث: عندما يتلامس جسمان، فإن القوى المؤثرة بين الجسمين، وتسمى الفعل ورد الفعل، تكون متساوية في الحجم ومعاكسة في الاتجاه، أي. لكل فعل رد فعل متساوٍ في الحجم ومعاكس في الاتجاه.
راجع أيضًا: قوانين الفيزياء مع الرموز
ما هي جاذبية الأرض؟
جاذبية الأرض هي سبب بقاء كوكب الأرض.
يتم تعريفه على أنه التسارع الذي تنقله الأرض إلى الأشياء الموجودة على سطحها أو بالقرب منه.
إنها قوة الجاذبية الأرضية للأجسام الموجودة عليها، وتختلف قوة جاذبية الأرض باختلاف عوامل الوزن والكتلة والبعد عن الأرض.
هناك علاقة بين وزن الجسم ووزن الجسم.
إن إظهار هذا التسارع يرجع إلى الجاذبية، وبالتالي يمكن التعبير عنه بالوزن بدلاً من الكتلة.
يمكن أن يتأثر هذا الوزن من خلال دوران الأرض حول نفسها بسبب التغيرات في سرعة الجاذبية والطرد المركزي.
الجاذبية مهمة بشكل خاص لأنها تحمل الغلاف الجوي اللازم لبقاء الغازات على الكوكب.
وأهم هذه الأوكسجين للتنفس، كما أنه ضروري للمحافظة على دفء الشمس بعد غيابها.
جاذبية الأرض هي ما يبقي القمر في مكانه ويجعله يدور حول الأرض في مدار ثابت.
تلعب جاذبية الأرض دورًا كبيرًا في المد والجزر بسبب شدها على القمر.
هو الذي يساعد في عمل هذه الظاهرة الطبيعية.
الجاذبية ليست سمة من سمات الأرض، ولكنها سمة من سمات الأشياء التي لها كتلة.
ولولا جاذبية الأرض، لما تشكل الكون، لأنه جمع الجسيمات في بداية تشكل الكون.
لعبت دورًا في تكوين النجوم والأجسام الفلكية.
استخدام العجلة كدليل على القوة
يتم التعبير عن القوة على أنها قيمة التسارع، وهو الجسم الذي يعمل عليه الجسم، كنسبة مئوية من التسارع بسبب الجاذبية، مثل تطبيق السقوط الحر.
تتعلق بالكتلة، مثل رفع صاروخ، أو الوقوف على مستوى مائل، أو السير على منحنى دائري، حيث تختلف القوة باختلاف الكتلة.
على سبيل المثال، إذا كانت السيارة متوقفة على طريق منحدر، فإن مقدار القوة التي تمارسها السيارة بالنسبة إلى المنحدر أو المنحنى لا يعني القوة المطلقة.
هذا ما تتعرض له السيارة، بغض النظر عن كتلتها، فإن أي سيارة تقف على هذا المنحنى لها مقدار فعلي من القوة يساوي مقدار التسارع مضروبًا في وزن الجسم.
يعتمد تحمل الشخص لتأثير القوة على حجم القوة ومدة التأثير واتجاه القوة ومكان التأثير.
ويظهر موقف الجسم وتأثير هذه القوة على طياري الطائرات المقاتلة.
انظر أيضًا: بحث عن أهمية الجاذبية للإنسان
نيوتن والجاذبية
قدم العالم إسحاق نيوتن مساهمة كبيرة في دراسة الفيزياء.
ومن أهم إسهاماته ما يعرف بقانون الجاذبية الكونية والذي تم تطويره لدراسة جاذبية الأرض.
قانون الجاذبية هو (القوة = الكتلة × التسارع).
والذي ينص على أنه إذا كانت الحركة متعامدة على سطح الأرض، فإن التسارع يكون ثابتًا.
في هذه الحالة، القوة تساوي وزن الجسم.
التسارع ليس ثابتًا في كل مكان، ولكنه يختلف باختلاف الموقع، مثل الارتفاع.
لذلك، عند مقارنة كتلتين مختلفتين، يجب مقارنتهما في نفس المستوى الرأسي.
أي نفس الارتفاع فوق سطح الأرض.
كما قلنا بالفعل، فإن قانون الجاذبية الكونية هو أحد مساهمات هذا العالم.
والذي ينص على أن كل جسمين في الكون لهما قوة جذب فيما بينهما.
إنه يتناسب طرديًا مع ناتج كتلها ويتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما.
يُطلق على هذا القانون غالبًا قانون التربيع العكسي لنيوتن.
نظرًا لأن القوة الموجودة فيه تتناسب عكسًا مع مربع المسافة بين جسدين، يمكن أيضًا كتابة هذا القانون رياضيًا.
التأثير الإيجابي للجاذبية
تتمتع جاذبية الأرض بالعديد من المزايا والآثار الإيجابية، حيث تلعب القوة دورًا مهمًا وكبيرًا في حياة الإنسان.
تعد جاذبية الأرض من أسس الحياة، وننظر إلى أهم هذه المزايا والآثار الإيجابية لجاذبية الأرض:
- تحمل جاذبية الأرض الأجسام في مكانها.
- هذا يضمن بقاء البشر والكائنات الحية الأخرى على سطح الكوكب.
- تسمح جاذبية الأرض للكوكب بالحفاظ على الغلاف الجوي.
- وهو لا يقل أهمية عن جاذبية الأرض.
- كيف يحافظ على وجود الغازات على سطح الأرض ويحافظ على درجة حرارة الغلاف الجوي.
- يدعم وظيفة العضلات والعظام.
- دع المطر يسقط على الأرض.
- تعزز الجاذبية نضج النبات وإنتاج الكالسيوم.
- تساعد جاذبية الأرض في التحكم في تدفق السوائل.
التأثير السلبي لجاذبية الأرض
على الرغم من العديد من الآثار الإيجابية للجاذبية.
ومع ذلك، هناك العديد من السلبيات التي لا تعتبر سلبيات حقيقية، ولكنها تمني، وهي مذكورة أدناه:
- المساهمة في الحفاظ على الناس على هذا الكوكب.
- على هذا النحو، سيكون من الصعب عليه السفر في الأماكن المفتوحة باستثناء المركبات والأدوات وبتكلفة عالية.
- هذا يسمح للشخص بالسقوط على الأرض وإصابة نفسه.
- يسمح هذا بجذب الأجرام الكونية المجزأة والأجرام السماوية إلى الغلاف الجوي للأرض.
- هذا يعقد صناعة سيارات الطيران.
- يصيب الهيكل العظمي مع تقدم العمر.
عوامل الجاذبية
يمكن استخدام تعريف الجاذبية لمعرفة بعض العوامل التي تعتمد عليها ويمكن أن تؤثر عليها.
تعد كتلة الجسم والمسافة بين مراكز الأجسام وشكلها من بين العوامل الرئيسية التي تؤثر على قوة جذب الأرض وحجمها.
وحيث توجد علاقة بين الارتفاع والجاذبية، فهي علاقة مباشرة.
كلما زاد الارتفاع، قلت جاذبية الأرض، وبالتالي فإن وزن الجسم ينخفض كلما زاد ارتفاعه عن سطح الأرض.
هناك علاقة بين الجاذبية والمسافة، حيث تتناسب قيمة قوة الجاذبية عكسًا مع مربع المسافة بين الجسمين المنجذبين.
هناك علاقة مباشرة بين الجاذبية والكتلة، حيث أن كتلة الأجسام تتناسب طرديًا مع قيمة الجاذبية.
انظر أيضًا: قطر الكرة الأرضية عند القطبين
تعرفنا على تسارع الجاذبية ومفهومها وما هي الجاذبية والعوامل التي تؤثر عليها مثل المسافة والكتلة والوزن.
وأهمية إسحاق نيوتن في الجاذبية وتطور قانون الجاذبية وقانون الجاذبية الكونية وأهمية هذه العوامل في الجاذبية.