قوة الجاذبية الأرضية
تُعد الجاذبية الأرضية إحدى القوى الأساسية الأربعة التي تحكم الكون، إضافةً إلى القوى الكهرومغناطيسية والقوى النووية القوية والقوى النووية الضعيفة، وتُحافظ الجاذبية الأرضية على ثبات الإنسان على الأرض ومنعه من الطيران، وقد كانت وما زالت هذه القوة لغزًا يحير العلماء، فقد فسر علماء الإغريق أن سبب سقوط الأشياء إلى الأرض هو ميل هذه الأشياء طبيعيًا نحو مركز الكون الذي اعتقدوا أنّه في مركز الأرض.
بعد دراسة حركة النجوم ومسارات الكواكب في القرون الوسطى وما بعدها، أصبح من المنطقي التوصل إلى أنّ الشمس هي مركز النظام الشمسي، ثم أتى العالم إسحاق نيوتن ليكتشف بأن جميع الأجسام تنجذب لبعضها البعض بفعل قوى الجاذبية كما تفعل الشمس والكواكب، لذلك يعد العالم نيوتن هو مكتشف الجاذبية الأرضية ، ووضع نيوتن المعادلات الرياضية الخاصة بهذه القوة، ويلاحظ بأن قوة الجاذبية تجذب الأشياء لبعضها البعض وتوجهها نحو مركزها بالتحديد.
قانون نيوتن
ينص قانون الجاذبية لنيوتن بأنّ قوة جذب أي جسمين في الكون تتناسب طرديًا مع حاصل ضرب كتلة الجسمين، بينما تتناسب عكسيًا مع مربع المسافة بينهما، أمّا العلاقة الرياضية للقانون فهي كالتالي:
قوة الجاذبية = (ثابت الجاذبية × كتلة الجسم الأول × كتلة الجسم الثاني) / مربع المسافة بين الجسمين
ق الجاذبية = (ج × ك1 × ك2) / ف ؛ بحيث أن:
- ق: قوة الجاذبية.
- ج: ثابت الجاذبية، وهو ثابت عالمي يختلف باختلاف نظام الوحدة المستخدم.
- ك1: كتلة الجسم الأول.
- ك2: كتلة الجسم الثاني.
- ف: المسافة بين الجسمين.
تأثير الجاذبية الأرضية
لقوة الجاذبية الأرضية تأثير كبير وأهمية بالغة في الحياة كما يلي:
- تؤثر على حياة الكائنات الحية على الأرض، فهي تُحافظ على توازن سيرهم على الأرض وتحميهم من الطيران في الهواء.
- تؤثر الجاذبية على حركة ودوران القمر حول الأرض ودوران الكواكب حول الشمس بل أنها المسبب وراء هذه الحركة.
- تسبب ظاهرة المد والجزر في البحار على الأرض.
- تُفسر مفهوم السقوط الحر، وهو سقوط الأجسام تحت تأثير الجاذبية الأرضية من ارتفاع معين.
معلومة: تطبيقات عملية لشرح الجاذبية الأرضية
فيما يلي بعض التطبيقات العملية في الحياة اليومية لقوة الجاذبية الأرضية:
- هي القوة المسؤولة عن سقوط الكرة على الأرض بعد رميها في الهواء.
- هي القوة المسؤولة عن نزول السيارة على منحدر تلقائيًا دون الضغط على دواسة الوقود.
- هي القوة المسؤولة عن سقوط كأس من الزجاج أو قلم من على طاولة أو غيره على الارض.
- هي القوة المسؤولة عن بقاء المشروب في أسفل الكوب بدلًا من أن يطفو في الأعلى.
- هي القوة المسؤولة عن سقوط تفاحة للأسفل على الأرض من شجرة التفاح.
- هي القوة المسؤولة عن انحدار صخرة إلى الأسفل من المنحدر.
- هي القوة المسؤولة على بقاء الإنسان يمشي على الأرض بدلًا من طيرانه في السماء.
- هي القوة المسؤولة عن عودة الورقة إلى الأرض بعد طيرانها في الهواء.
- هي القوة المسؤولة عن عودة بالون الهيليوم إلى الأرض بعد طيرانه في السماء.
- هي القوة المسؤولة عن سقوط خصلة الشعر على الأرض بعد قصها.
- هي القوة المسؤولة في رجوع حبلة القفز إلى الأرض بعد القفز بها وتأرجحها فوق الرأس.
الخلاصة
اكتشف إسحاق نيوتن قوة الجاذبية، وهي إحدى القوة الرئيسية المؤثرة في الكون، وهي التي تمنع الأشياء من الطفو أو الطيران بعيدًا عن سطح الأرض، وتؤثر الجاذبية في كل ما هو ضمن مداها من حيوانات وجمادات، وتقل الجاذبية الأرضية كلما ابتعدنا عن سطح الأرض، ويمكن ملاحظة تطبيقاتها خلال الحياة اليومية حولنا.
