ماذا يسمى قياس مقدار جذب الارض للجسم

قوة سحب أو جذب بين جسمين تسمى

يطلق على الجاذبية التي تمارسها الأرض على جسم ما أو التي يمارسها جسم ما على الأرض بـ `قوة الجاذبية الأرضية`، ويمكن حسابها باستخدام كتلة الجسم وكتلة الأرض والمسافة بين مركز الجسم ومركز الأرض وثابت الجاذبية العام، وهو ثابت التناسب الذي تم قياسه بدقة شديدة، وقيمته 6.674 × 10^-11

واحد من الأمثلة الأكثر شيوعًا لهذا السحب هو وزن الجسم الموجود على سطح الأرض.

ما هي الجاذبية الأرضية 

تعتبر الجاذبية إحدى القوى الأساسية الموجودة في الطبيعة، وهي واحدة من أكثر الأشياء التي تمت دراستها على نطاق واسع في الطبيعة، ويمكن تعريف الجاذبية على أنها القوة التي يتحرك بها كوكب أو جسم آخر الأشياء نحو مركزه، وتساعد قوة الجاذبية في الحفاظ على جميع الكواكب في مدار حول الشمس

تتمتع الأجسام ذات الكتلة الأكبر بجاذبية أكبر، وتصبح هذه القوة أضعف كلما ابتعدت عن مركز الكتلة. ومع ذلك، على الرغم من تأثير الجاذبية على الأجسام الكبيرة، فإنها في الواقع أضعف قوة معروفة. بينما يمكن للجاذبية أن تفسر حركة الأجسام في النظام الشمسي وفي أي مكان آخر في الكون، فإن كل ما نعرفه عنه ينهار تماما على المستوى الكمي. 

كيف تؤثر قوة الجاذبية الأرضية علينا

بسبب حجم الأرض الكبير، فإنها تؤثر على الفضاء المحيط بها وكذلك على سطحها بفعل الجاذبية. وبينما يكون للأجسام الأكبر مثل الشمس تأثير أكبر في الجاذبية، إلا أن تأثيرات الجاذبية للأشياء الأصغر حجمًا مثل الإنسان لها تأثير كبير 

لو لم تكن هناك جاذبية، لكنا سنطير في الفراغ الخارجي، أو نموت بسبب الاختناق، لأن الغلاف الجوي للأرض سيختفي تمامًا، وقوة الجاذبية التي تؤثر على جسم ما على الأرض هي التي تحدد وزن الجسم 

تعتبر الجاذبية مهمة ليسفقط للحفاظ على جميع الأشياء على الأرض، بل لأن تأثيراتها على مرور الوقت قد أشكلت أشكال الأجسام، وتقريبًا كل ما يتعلق بجسم الإنسان هو نتيجة مباشرة للتطور على مدى ملايين السنين تحت تأثير الجاذبية التي تجذب الأجسام نحو قلب الأرض 

إن تأثير الجاذبية على أجسامنا مهم للغاية، ويجب على رواد الفضاء بذل جهود كبيرة للحفاظ على كثافة العضلات والعظام إذا قضوا فترات طويلة في المدار 

على الأرض ، نختبر تأثير الجاذبية على أنه “وزن” ، وكما وضحنا يعتبر الوزن هو تأثير الجاذبية على الجسم ، وبدلاً من أن تكون ثابتة ، فإنها ستختلف بشكل كبير اعتمادًا على تأثير الجاذبية ، مثلاً أي كوكب أو جرم سماوي تقف عليه ، على القمر مثلاَ سيكون الوزن أقل بحوالي ستة أضعاف من الوزن على الأرض.

كم قوة الجاذبية الأرضية

على الأرض ، تُقاس قوة الجاذبية بالتسارع الذي تمنحه  الأرض للأجسام الموجودة على سطحها أو بالقرب منه ، يقاس هذا التسارع بالأمتار في الثانية المربعة ، متوسط ​​القيمة لهذا هو  32.1740 قدم / ثانية 2 أو 9.80665 م / ث 2  ، هذا يعني أنه إذا تجاهلنا تأثيرات  مقاومة الهواء ، “فإن سرعة الجسم الذي يسقط بحرية بالقرب من سطح الأرض ستزداد بحوالي 9.81 مترًا (32.2 قدمًا) في الثانية كل ثانية.”

في هذه الحالة، تكون الوحدة متر/ثانية مربعة مكافئة رياضيًا لنيوتن/كيلوغرام. وبعبارة أخرى، فإن الجسم الذي لا يزال ثابتًا سيكون له وزن يعادل 9.8 نيوتن/كيلوغرام أو 9.8 نيوتن لكل كيلوغرام من كتلته.

عندما تقف على سطح الأرض، تشعر بقوة الجاذبية الأرضية التي تؤثر عليك مثل وزن الإنسان 

في حالة السقوط من ارتفاع دون مقاومة الرياح، ستكون في حالة سقوط حر وتتسارع بسرعة 9.8 م/ثانية مربع وفقًا لقانون نيوتن الثاني F=ma، وذلك حتى تصل إلى الأرض، ويمكن حساب التسارع بهذه الطريقة

القوة تكون ناتج ضرب الكتلة في التسارع، وتقاس بالنيوتن لكل كيلوغرام.

تؤثر الجاذبية على أي جسم يمتلك كتلة، وتشمل ذلك جميع الأشياء التي نستخدمها يوميًا.

كيف يتم حساب قوة الجاذبية

كما ذُكر سابقًا، تُعد الكتلة مقياسًا للكمية الذاتية، والوزن هو القوة المؤثرة على الجسم في مجال الجاذبية، وتكون الجاذبية أقوى قليلاً في الأماكن ذات الكتلة الأكبر، وأضعف في المناطق ذاتالكتلة الأقل، مثل المسطحات المائية الشاسعة مثل البحار والمحيطات.

شرح نيوتن قانون الجاذبية الكوني، حيث أشار إلى أن الجاذبية تحدث كتوازن بين جسمين، ويمكن حساب هذا التوازن رياضيًا، حيث تتناسب قوة الجذب طرديًا مع ناتج كتلتهما وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما.

يتم إعطاء المعادلة الأساسية لحساب قوة الجاذبية من خلال: 

F = G(m1m2 ) / r2

F = القوة

G = ثابت الجاذبية

m 1  = كتلة الجسم الأول

m 2  = كتلة الجسم الثاني

r 2  = مربع المسافة بين الجسمين

ثابت الجاذبية ، هو ثابت التناسب وهو قيمة تجريبية مشتقة من سلسلة من التجارب والملاحظات ، تم تقديمه لأول مرة بواسطة نيوتن ولكنه ظهر في أعمال العديد من الفيزيائيين اللاحقين بما في ذلك ألبرت أينشتاين ، ونُشر هذا لأول مرة كجزء من عمل نيوتن على الميكانيكا الكلاسيكية ويسمى قانون نيوتن للجاذبية.

هل تتغير قوة الجاذبية على الأرض

تتأثر الجاذبية بوزن كتلة جسم معين ، يؤثر هذا بشكل مباشر على قوة الجاذبية بينه وبين كتلة أخرى ، تتكون كتلة الأرض من سمات فيزيائية مختلفة  ، مثل سلاسل الجبال والمحيطات وخنادق أعماق البحار ، كل هذه الميزات لها كتلة مختلفة ، مما ينتج عنه مجال جاذبية غير متساوٍ في أماكن مختلفة حول العالم. 

أثبت العلماء في وكالة ناسا أن مجال الجاذبية الأرضية يتغير من شهر إلى آخر بسبب حركة كتلة الماء على السطح. يمكن حساب كمية هطول الأمطار وتغيرات القمم الجليدية القطبية بناءً على كتلة ووزن الماء بجميع أشكاله.

تختلف قوة الجاذبية على سطح الأرض حسب الموقع الذي تقف عليه، ففي خط الاستواء تكون قوة الجاذبية 9.789 م / ث 2، بينما في الأقطاب تكون 9.832 م / ث 2 

تقل قوة الجاذبية بالارتفاع فوق مستوى سطح البحر، لأنك تبتعد عن مركز الأرض، فالانخفاض في القوة من التسلق إلى قمة جبل إيفرست يقل بنسبة حوالي 0.28٪ من مستوى سطح البحر، ولكن إذا تحركت بعيدًا مثل محطة الفضاء الدولية (ISS)، فستواجه قوة الجاذبية 90٪ أقل من مستوى سطح البحر.