مفهوم قوة الجاذبية
قوة الجاذبية (بالإنجليزية: Gravitational force) هي قوة التي تجذب بين أي جسمين يحمل كل منهما كتلة وبينهما مسافة وتحركهما نحو بعضها البعض، ولا تقوم قوة الجاذبية بين جسمين على سحبهما بعيدًا عن بعضهما البعض، وإنما تؤثر دائمًا على الأجسام من خلال جذبهما إلى بعضهما البعض.
طريقة حساب قوة الجاذبية
وضع العالم إسحاق نيوتن قانون عام يصف قوة الجاذبية بين الأجسام، وسُمي القانون بقانون الجذب العام، ويستخدم هذا القانون في حساب قوة الجاذبية، والصياغة الرياضية للقانون هي:
حيث:
F، مقدار قوة الجاذبية، وتقاس ب(نيوتن).
G، ثابت الجذب العام، وهو مقدار ثابت.
m1، كتلة الجسم الأول، ووحدتها (كغ).
m2، كتلة الجسم الثاني، ووحدتها (كغ).
R، المسافة بين الجسمين، ، ووحدتها (م).
أمثلة على قانون حساب قوة الجاذبية
لفهم القانون الرياضي بشكل أفضل يمكن الاطلاع على بعض الأمثلة المحلولة التي تبين طريقة استخدام قانون الجذب العام لنيوتن، ومن الأمثلة على قانون حساب قوة الجاذبية ما يأتي:
مثال 1:
تبلغ كتلة سيارة 1500 كغ، وتقع سيارة أخرى كتلتها 2000 كغ، على بعد 2 م من السيارة الأولى، ما مقدار قوة الجاذبية التي تؤثر بها السيارة الأولى على السيارة الثانية؟
حل المثال 1:
مثال 2:
ما مقدار قوة الجاذبية بين الكرة الأرضية ورجل يبلغ وزنه 70 كغ، يقف على مستوى البحر، ويبعد عن مركز الكرة الأرضية مسافة 6.38 * 10^ (-11) م؟
حل المثال 2:
أمثلة حياتية على قوة الجاذبية
توجد قوة الجاذبية في كل مكان وتتعدد الأمثلة عليها، ومن أبرز الأمثلة على قوة الجاذبية ما يأتي:
- غازات الشمس مرتبطة ببعضها البعض ولا تبتعد عن الشمس بفعل قوى التجاذب بينها.
- الماء يبقى في قاع الكوب بسبب قوة الجاذبية التي تسحبه إلى أسفل.
- ظاهرة المد والجزر تحدث بسبب قوة الجاذبية الموجودة بين الأرض والقمر.
- يدور القمر حول الأرض ولا يخرج من مساره بسبب قوة الجاذبية بينه وبين الأرض.
العوامل المؤثرة على قوة الجاذبية
هناك عدة عوامل تقوم بالتأثير على قوة الجاذبية بين الأجسام، ومن هذه العوامل ما يؤثر طرديًا على قوة الجاذبية، ومنها ما يؤثر عكسيًا، والعوامل المؤثرة على قوة الجاذبية هي ما يأتي:
عند حسبا قوة الجاذبية بين جسمين، فإن كتلة كلٍ من الجسمين تؤثر على قو الجاذبية، ويكون تأثير كتلة الأجسام طرديًا على قوة الجاذبية، حيث أنه إذا تضاعفت كتلة أحد الجسمين، فإن قوة الجاذبية بين الجسمين ستتضاعف أيضًا.
تؤثر المسافة بين الأجسام المتجاذبة عكسيًا على قوة الجاذبية، فكلما زادت المسافة بين الجسمين تقل قوة الجاذبية بينهما، فلو قلت المسافة بين الجسمين إلى النصف، ستزيد قوة الجاذبية بمقدار 4 مرات، وذلك لأنها تتناسب عكسيًا مع مربع المسافة، مما يعني أن تأثير المسافة على قوة الجاذبية كبير.
