النسبية و الجاذبية
فسر نيوتن الجاذبية كقوة تجاذب بين الكتل أما نظريات أينشتاين فتنص على أن الكتل تحرف هندسة الفضاء حولها . الكتل كلها يجذب بعضها بعضاً و هذا التجاذب يسمي قوة الجاذبية حيث تعتمد شدة قوة التجاذب بين جسمين طردياً على كتلتيهما و عكسياً على مربع المسافة بينهما ، بمضاعفة كلا الكتلتين تتضاعف قوة الجذب بينهما أربع مرات و بالمقابل فإن إذا ضاعفنا المسافة بين الجسمين فإن قوة الجذب بينهما تنقص إلى أربع حيث إن قوة الجاذبية بين الجسمين تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين هما .
قوة الجاذب بين جسمين تستبان بسهولة فقط عندما تكون كتلة احد الجسمين أو كليهما عظيمة المقدار قوة الجذب بين شخصين يبعد الواحد منهما عن الآخر متراً لا تتجاوز قرابة جزء من مليون من نيوتن فلا يشعران بها لكن يشعر كل منهما بقوة جاذبية الأرض له حيث إن كتلتها تبلغ (6 × 2410) كيلو غرام
الجاذبية و الكتلة و الوزن
في مستوى سطح البحر يجذب الجسم الذي كتلته كيلو جرام واحد إلي الأرض بقوة تساوي 9.8 نيوتن وهذا الجذب هو وزن الجسم . كتلة القمر تساوي سدس كتلة الأرض تقريباً فإن كتلة كيلو جرام واحد تزن على سطح القمر سدس وزنها على سطح الأرض .
من المهم ادراك الفرق بين الكتلة و الوزن فكتلة الجسم هي قياس لكمية المادة فيه و هي لا تتغير من مكان لآخر . أما وزن الجسم فهو القوة التي تشد بها كتلته في مجال تجاذبي و هذه تتغير تبعاً لشدة مجالها
التسارع والسقوط الحر
قوة الجاذبية على كتلة كيلو جرام واحد تساوي 9.8 نيوتن وقوتها على كتلة كيلو جرامين تساوي 19.6 نيوتن. تطبيقا لقانون نيوتن الثاني فإن كلا الكتلتين ستتسارع بمعدل 9.8 م/ث إذا كانت الجاذبية هي القوة المؤثرة الوحيدة. في الواقع، إن أي كتلة تتسارع بمثل هذا المعدل لأن تلك القوة تتزايد بنسبة تزايد الكتلة عند القانون حيث أن الثابت G يساوي 9.8 م / ث2وهو يستخدم في احتساب تأثيراتها .
السقوط الحر هو عندما يهبط الجسم بتأثير قوة الجاذبية الأرضية وحدها و السقوط الحر نادر على سطح الأرض لأن مقاومة الهواء تضاد شد الجاذبية على الحسم الساقط وهذا يعلل سبب سقوط الريشة الأبطأ من سقوط الحجر في جو الأرض . المركبة الفضائية في مدارها حول الأرض تتسارع باستمرار بتأثير شد الجاذبية و المتواجدون داخل المركبة يشعرون بانعدام الوزن لأنهم في وضع شبيه بالسقوط الحر
حالة انعدام الوزن
يكون الجسم عديم الوزن عندما يتواجد في مجال جاذبي صفري . هنالك مجال نقطي بين الأرض و القمر حيث يلغي المجال الجاذبي للأرض المجال الجاذبي للقمر فتغدو الاجسام في تلك النقاط عديمة الوزن .
كل مركبة فضائية دائرة في مدارها تتسارع نحو مركز هذا المدار في حالة انعدام الوزن و يمكن الإحساس بهذه الظاهرة على مدى أقرب من الأرض في طائرة تنساب في منحنى مكافئي بتسارع هابطي مقداره ج .و يمكن اختبار شيء ألطف مثيل للظاهرة نفسها عندما تتسارع عربة السكة الحديدية في مدينة الملاهي في هبوط حاد
نيوتن و الجاذبية
في عام 1687 نشر اسحق نيتن قانون للجاذبية يربط قوة الجاذبية بين جسمين طردياً بكتلتيهما و عكسياً بمربع المسافة بينهما .
ولا يزال قانون نيتن للجاذبية مستخدماً حتى اليوم للتنبؤ بتأثيرها في الأجسام لكنه يخفق في تعليل طبيعة عمل الجاذبية كما لماذا للثابت ج هذه القيمة
اينشتاين و النسبية
في نظريته النسبية الخاصة عام 1905 م أعلن أينشتاين أن ليس هناك شيء يمكن أن ينطلق بسرعة تفوق سرعة الضوء مما أتار ذلك مشكلة مع نظرة نيوتن للجاذبية الذي يفترض تبادل الأجسام بعض أنواع المعلومات بسرعة لامتناهية حتى تتجاذب بعضها مع بعض .
و بعد حوالي عشر سنوات توصل ألبرت إلى حلول لهذه المشكلة في نظريته النسبية العامة التي قال فيها أن المادة تحدث انحراف في الحيز الذي يحيط بها وهذا أو هذا يشبه هبوط كتلة فوق صفحة مطاطية منبسطة ففي هذا الحيز المنحرف تكون المسافة الأقصر بين نقطتين منحنى قوسي وهذا يعلل قدرة الكوكب على حني مسار جسم عابر أو ابقاءه في مداره فيكون الجسم تابع للخط مستقيم عبر الفضاء المحرف بوجود الكوكب .
في عام 1919 م أتى اثبات لنظرية ألبرت أينشتاين العامة من كلي للشمس فقد شاهد الفلكيون نجوم كان من المفروض أن تحجبها الشمس فبرهن ذلك أن الضوء من تلك النجوم اتبع في مساره تقوس الفضاء الذي سببته كتلة الشمس ، و حيث أن الضوء عديم الكتلة فإن قانون نيتن للجاذبية ما كان ليستطيع التنبؤ بتأثر مسار الضوء بالجاذبية
{\displaystyle F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}}
أحدث التعليقات