Page 11 - الجاذبية
P. 11
1-2ا�ستخدام قانون الجذب الكوني UsingtheLawofUniversalGravitation
اك ُتشف الكوكب أورانوس عام 1781م ،وبحلول عام 1830م كان واض ًحا رابطالدر�سالرقمي الأهداف
أن مدار أورانوس الذي تم حسابه بقانون الجاذبية لا ي َّتفق مع المدار الفعلي
لهــذا الكوكب .فاقترح عالمــان فلكيان وجود كوكب آخر غير مكتشــف • تحل مســائل على الحركة
المدار ّية.
يجذب أورانوس بالإضافة إلى جذب الشــمس له .وقد قاما بحساب مدار www.ien.edu.sa
هذا الكوكب عام 1845م ،وبعد ســنة أعلن فلكيون في مرصــد برلين أنهم وجدوا ذلك • تربط انعــدام الوزن مع
أجسا ٍم في حالة سقو ٍط حر.
الكوكب الذي يعرف اليوم بنبتون.
• ت�صف مجال الجاذبية.
مدارات الكواكب وا ألقمار الا�صطناعية • تقارن بــن كتلة القصور
Orbits of Planets and Satellites وكتلة الجاذبية.
• تقارن بين وجهتي نظر نيوتن
استخدم نيوتن رس ًم ،كما في الشكل 1-9؛ ليوضح تجربة ذهنية ،فتخ ّيل مدفعا يطلق قذيفة وأينشتاين حول الجاذبية.
في اتجــاه أفقي بسرعة معينة .هذه القذيفة لها سرعة أفقية وأخرى رأســية ،ولذلك يكون
المفردات
مسارها قط ًعا مكاف ًئا ،ثم تسقط على الأرض.
مجال الجاذبية
إذا زادت السرعة الأفقية للقذيفة ستقطع مسافة أطول على سطح الأرض ،ولكنها ستسقط
في النهاية على ســطحها .أما إذا كان هناك مدفع ضخم تنطلق منه القذيفة بسرعة مناســبة كتلة القصور
فإن القذيفة تسير المسافة كامل ًة حول الأرض وتستمر في ذلك ،أي أن القذيفة ستتحرك في
كتلة الجاذبية
مدار دائري حول الأرض.
لقد أهملت تجربة نيوتن الذهنية مقاومة الهــواء المحيط بالأرض .ولكي تتخلص القذيفة
من مقاومة الهواء يجب أن ُتطلق من مدفع على جبل ارتفاعه أكثر من 150 kmفوق سطح
الأرض .وبالمقارنة فإن الجبل سيكون أعلى كثي ًرا من قمة جبل إفرست التي يبلغ ارتفاعها
.8.85 kmإن قذيفــة تطلق من ارتفاع 150 kmلن تواجــه مقاومة الهواء؛ لأنها تكون
خارج معظم الغلاف الجوي الأرضي .لذا فإن قذيفة أو قم ًرا اصطناع ًّيا عند هذا الارتفاع
سيدور في مدار ثابت حول الأرض.
v1 ال�ش��كل 1-9ال�س�رعة ا ألفقي�ة v1
v2
لي�س�ت كب�يرة ،ل�ذا �ست�س�قط القذيف�ة
عل�ى ا ألر��ض .وعن�د �س�رعة أ�ك�بر v 2ف� إ�ن
القذيف�ة تقط�ع م�س�افة أ�ك�بر .وتقط�ع
القذيف�ة الم�س�ار كل�ه ح�ول الأر��ض عندم�ا
تكون ال�سرعة v 3كبيرة بدرجة كافية.
v3
18
