تعريف الجاذبية الأرضية وأهميتها

تعريف الجاذبية الأرضية

يمكن تعريف الجاذبية بأنها تلك القوة التي تجذب الأجسام نحو مركز الأرض أو تجذبها نحو أي جسم آخر مادي يمتلك كتلة، فأي شيء يمتلك كتلة يمتلك أيضا جاذبية ويمارس قوة الجذب أو الشد على أي جسم آخر، وكلما زادت كتلة الأجسام زادت قوة الجاذبية لديها، ولكن هذه القوة تضعف مع الزمن، حيث تزيد قوة الجاذبية بين الأجسام كلما اقتربت المسافة بينها .

تتمتع الأرض بقوة جذب بسبب كتلتها، حيث يتولد جزء من تلك القوة الجاذبية من كل جزء في كتلتها، وتتأثر به الأجسام. هذه القوة تعطينا الوزن، وإذا كنت على كوكب يمتلك كتلة أقل من الأرض، ستكون الوزن أقل هناك. أنت أيضا تمتلك قوة جاذبية تؤثر على الأرض، ولكن بسبب كبر حجم الأرض مقارنة بك، قوتك لا تؤثر عليها بشكل فعال . ،

قوة الجذب في الكون

تلعب الجاذبية دورا مهما في الكون بأكمله وليس فقط على سطح كوكب الأرض. فالجاذبية هي السبب في بقاء الكواكب في مدارها حول الشمس وهي أيضا السبب في بقاء القمر في مداره حول الأرض. وسحب الجاذبية للقمر هو السبب في حدوث المد في المحيطات، حيث تسحب البحار نحوه. وتقوم الجاذبية بتكوين الكواكب والنجوم من خلال تجميع المواد التي تتكون منها. وتعد الثقوب السوداء الموجودة في الفضاء الخارجي أشياء ذات كتلة كبيرة على الرغم من صغر حجمها، مما يعني وجود قوة جاذبية عالية وقوية تكفي لمنع أي شيء من الهروب منها، حتى الضوء. لقد اكتشف ألبرت أينشتاين قدرة الجاذبية على سحب الضوء، على الرغم من عدم قدرتنا على رؤيته بالعين المجردة، إلا أنه عند تسليط مصباح يدوي نحوه، سيزداد الضوء احمرارا بطريقة غير ملموسة، ولكن يمكن للعلماء قياسه، مما يعني سحب الجاذبية .

تاريخ الجاذبية

اعتبر إسحاق نيوتن أول من اكتشف الجاذبية في عام 1687، عندما كان جالسا تحت شجرة تفاح لاحظ سقوط التفاحة وحاول بعدها معرفة سبب سقوطها نحو الأسفل بدلا من الانحراف إلى اليمين أو اليسار أو حتى الصعود نحو الأعلى. وكان هذا السبب قوة غير معروفة تسحب الأشياء نحو الأسفل، وأطلق عليها نيوتن اسم الجاذبية. قام بتطوير نظرية قانون نيوتن للجاذبية الكونية، وبعد ذلك جاء ألبرت أينشتاين في بداية القرن العشرين ليقدم فكرة جديدة عن الجاذبية وهي أنها تتلاعب في الزمان والمكان .

أهمية الجاذبية في الكون

تعتبر الجاذبية من العوامل الهامة التي تؤثر على بقائنا، وهناك العديد من الأمثلة على الجاذبية في حياتنا. وعندما يتساءل البعض عن الارتفاع الذي يجعل الجاذبية تنعدم على الأرض، فإن الإجابة تعتمد على كتلة الأجسام. وبمعنى آخر، فإن الجاذبية لا تصل إلى الصفر حتى لو كان الجسمان على ارتفاع شديد، ويمكن رؤية ذلك في الأجسام البعيدة في الفضاء التي تتعرض لجاذبية أضعف بسبب البعد، ولكنها لا تصل إلى الصفر أبدا

• بسبب قوة الجاذبية بين الشمس والأرض، يحتفظ الغلاف الجوي بمكانه، مما يعني توفير الهواء الذي نحتاجه للتنفس والبقاء على قيد الحياة .
• الجاذبية هي السبب في تواجد الأرض على مسافة آمنة بعيدًا عن الشمس، مما يعني الاستفادة من ضوئها ودفئها دون الاحتراق .
• الجاذبية هي القوة التي تحافظ على حركة الكواكب حول الشمس .
• تعمل الجاذبية على الحفاظ على القمر في مداره حول الأرض، ولذلك لا يزال القمر موجودًا ويدور حول الأرض بفضلها .
• الجاذبية هي ما يربط هذا العالم معًا .
• تترابط الغازات الموجودة في الشمس مع بعضها البعض بسبب قوة الجاذبية.
• يحدث تواجد المياه في قاع الكوب وعدم تحليقها فوقه بسبب الجاذبية .
• تحدث الهدب والجزر في المحيط بسبب التأثير المتبادل بين القمر والأرض .
• تعمل الجاذبية على إبقائك على الأرض ومنعك من الطفو في الفضاء .
• تعتبر الجاذبية هي السبب الرئيسي في سقوط الأشياء عندما يتم رميها أو عندما تتحرك خارج الأرض

كيف تقاس الجاذبية

وفقًا لتعريف إسحاق نيوتن للجاذبية، فإن كل جسيم من المادة الموجودة في الكون يجذب كل جسيم آخر بقوة متناسبة طرديًا مع ناتج كتلة الجسيمين ومتناسبة عكسيًا مع مربع المسافة بينهما .

يتم حساب الجاذبية رياضيًا من خلال المعادلة التي تقول أنَّ

رياضيا ، هذا يترجم إلى: ( F = G( m1m2 /r^2

• و F يقصد بها القوة .
• m1 و m2 هما كتلتان من الأجسام المتفاعلة .
• حرف r يمثل المسافة بين مركز الجماهير .
• G هو ثابت الجاذبية (6.674 × 10−11 م 3⋅ كجم − 1⋅s − 2) .

تقوم هذه المعادلة الرياضية بتحديد قوة الجاذبية والقوة هنا تشير إلى قوة الجاذبية التي تنحدر دائما نحو الكائن الآخر. ومن هذه المعادلة يمكننا استنتاج أن أي شيء يحمل كتلة لديه أيضا جاذبية، وتستخدم هذه المعادلة لحساب قوة الجاذبية التي تتواجد بين جسمين، وتعتبر الأجسام ذات الكتلة الأثقل لديها جاذبية أكبر، وتزداد قوة الجاذبية بين جسمين كلما اقتربا من بعضهما، وتتراجع الجاذبية بينهما مع زيادة المسافة .

حقائق عن الجاذبية

• رغم أن الجاذبية هي واحدة من أضعف القوى الأربعة الأساسية التي تم اكتشافها في الطبيعة، فإنها لا تزال تُعد من القوى السائدة التي تحافظ على تماسك الكون والمجرات والأنظمة الشمسية، وهذا يعني الحفاظ على تماسك حياتنا جميعًا .
• تعد سرعة السقوط الحر سرعة ثابتة على سطح الأرض، وهذا يعني أن جميع الأشياء التي تسقط تسقط بنفس السرعة، وتم حساب هذه السرعة على سطح الأرض لتكون 9.8 متر/ثانية.
• يعتبر أفضل تقدير لثابت الجاذبية G في الوقت الحالي هو ما يقرب من 6.67259 × 10-11 نيوتن – متر مربع لكل كيلوجرام مربع.
• يتم حساب الوزن الخاص بك عن طريق قوة التجاذب بينك وبين الأرض.
• لكي يتمكن أي جسم من الهروب من قوة جاذبية الأرض، يتعين عليه الحركة بسرعة 7 أميال في الثانية وهي سرعة الهروب الخاصة بجاذبية الأرض .
• تتراوح قوة الجاذبية على القمر بحوالي 16٪ من القوة الموجودة على الأرض .
• عندما يتم إجراء بحث عن الجاذبية الأرضية، نجد أن قوة الجاذبية على المريخ تبلغ ما يقرب من 38٪ من جاذبية الأرض .
• تصل قوة الجاذبية على كوكب المشتري إلى ما يقرب من 2.5 ضعف قوةالجاذبية على الأرض.
• تتمتع الثقوب السوداء بجاذبية قوية للغاية حتى يتعذر على الضوء الهروب منها .
• يمكن للجاذبية أن تحني الضوء .
• الجاذبية ليست قوة وذلك وفقًا لأينشتاين .
• على الرغم من أن قوة الجاذبية هي الأضعف بين بقية القوى، إلا أنها تمتلك نطاقًا غير محدود .
• عندما يتم إسقاط قضيب حديدي مع ريشة، كلاهما سوف يسقطان بنفس السرعة بالضبط ودون أي اختلاف. فالجاذبية لها نفس التأثير على جميع الأشياء مهما كانت مختلفة. وعلى الرغم من أن البعض قد يعتقد أن القضيب الحديدي سوف يسقط بسرعة أكبر من الريشة، إلا أن ذلك يحدث فقط بسبب تأثير مقاومة الهواء على الجاذبية. وفي حالة قمنا بإسقاطهم في الفراغ، سوف يسقطون كلاهما في نفس الوقت بالضبط .
• تعتمد الجاذبية على حجم الجسم، أو بشكل أكثر دقة، فإنها تعتمد على كتلة الجسم، وكلما زادت الكتلة زادت الجاذبية .
• تعتبر قوة الجاذبية من بين القوى الأضعف في الطبيعة، وهذا يعني عدم تأثيرها على تحديد الخصائص الداخلية للمواد اليومية