Page 14 - الجاذبية

‫ت�سارع الجاذبية الأر�ضية ‬

‫ماء عديم الوزن‬ ‫‪Acceleration Due To Gravity‬‬
‫ُي‪I‬ج‪N‬رى‪H‬ه‪M‬ذا الن‪L�NG‬شاط‪KMF‬خ�ارج‪E‬ا‪JL‬لف�ص‪D‬ل‪HA GIB HJC .KI‬‬
‫يمكن إيجاد تســارع الأجسام الناشئ عن الجاذبية الأرضية باستعمال‪N‬القانو‪M‬ن الثا‪L‬ني لني‪K‬وتن ‪J‬‬
‫ا��س�ت�ع�م�ل ق�ل�م ر��ص�ا��ص لإح���داث‬
‫فتحتين في ك أ��س ورقية‪ :‬إ�حداهما في‬ ‫وقانون الجذب الكوني‪ ،‬وذلك من خلال تطبيق المعادلة الآتية على الجســم الذي كتلته ‪m‬‬
‫قاع الك�أ�س والأخ�رى في جانبها‪ ،‬ثم‬
‫�أغلق الفتحتين ب إ��صبعيك واملأ ثلثي‬ ‫ويسقط سقو ًطا ح ًّرا‪:‬‬

‫الك�أ�س بالماء الملون‪.‬‬ ‫‪F = _ ​G_m​_​r_​2E​ ​_m​ _ ​ = ma‬‬ ‫ ‬
‫ ‪.1‬توقع م�ا يح�دث عندما ُت�س�قط‬
‫​ ​‪a = _ ​G_​rm​_2​ ​ _​E‬‬ ‫ولذلك ف إن ‬
‫الك أ��س �سقو ًطا ح ًّرا‪.‬‬
‫ ‪.2‬اخـتـبر توقعـك‪� :‬أ�سقـط الك�أ�س‪،‬‬ ‫وبما أن ‪ a = g‬و ​‪ ​r = r​ E‬عند سطح الأرض‪ ،‬لذا يمكن التعبير عن ذلك بالعلاقتين‪:‬‬

‫وراقب ما يحدث‪.‬‬ ‫ ​ ​_ ​ ​‪g = _​ G_m​r​_ 2E​E‬‬ ‫ ‬

‫التحليل والا�ستنتاج‬ ‫​ ​ ​‪​m​E​ = ​ _gG_r​_ E2‬‬ ‫ ‬

‫ ‪�.3‬صف م�شاهداتك‪.‬‬ ‫وإذا عوضنا عن​​‪ mE‬في العلاقة ​ ​ ​‪ a = _ ​G_r​​m_2​ ​ _E‬للجسم الساقط سقو ًطا ح ًّرا سنحصل على‪:‬‬
‫ ‪.4‬ف�ّسر النتائج‪.‬‬
‫​​ ​ ‪a = G __ ​g​ _​rG_r​_2​_ _​ ​2E‬‬ ‫ ‬

‫​‪( )a = g ​ ​ _​rr_​E ​ ​ ​2‬‬ ‫وبالتالي ف إن ‬

‫ال�ش��كل ‪ 1-11‬يظه��ر �أح��د رواد‬ ‫يوضح هذا أنه كلما ابتعدت عن الأرض فإن التســارع الناتــج عن الجاذبية الأرضية يقل‬
‫الف�ض��اء في حال��ة انع��دام ال��وزن في‬ ‫تب ًعا لعلاقة التربيع العكسي هذه‪ .‬ترى‪ ،‬ماذا يحدث لوزنك​​‪ F​ g‬كلما ابتعدت أكثر وأكثر عن‬
‫مك��وك الف�ض��اء كولومبي��ا‪ ،‬حي��ث‬
‫ي�س��قط المكوك بما فيه �سقو ًطا ح ًّرا‬ ‫مركز الأرض؟‬

‫في اتجاه ا ألر�ض‬ ‫ال��وزن وانع��دام الوزن مــن المحتمل أنك شــاهدت صو ًرا مشــابهة لتلــك الموضحة في‬
‫الشكل ‪ ،1-11‬حيث يظهر رواد الفضاء في مركبة فضائية في حالة تسمى (‪ )zero- g‬أو‬
‫انعدام الوزن‪ .‬يدور المكوك على ارتفاع ‪ 400 km‬فوق ســطح الأرض‪ ،‬وعند هذه المسافة‬

‫يكون​​‪g = 8.7 m/​s2‬؛ أ ْي أقل قليل ًا من قيمته على‬
‫سطح الأرض‪ .‬لذا فإن قوة الجاذبية الأرضية المؤثرة‬

‫في المكوك لا تســاوي صف ًرا بالتأكيد‪ .‬وتسبب هذه‬
‫الجاذبيــة دوران المكوك حــول الأرض‪ .‬فلماذا يبدو‬

‫رواد الفضاء إ ًذا عديمي الوزن؟‬

‫تذ ّكر أنك تشــعر بوزنك عندما يؤثر فيك شيء بقوة‬
‫تمــا ّس كالأرض أو الكــرسي‪ .‬لكــن إذا كنت أنت‬
‫والكرسي وأرض الغرفة‪ ،‬تتسارعون بالكيفية نفسها‬
‫في اتجاه الأرض فإنه لا توجد قوى تماس تؤثر فيك‪.‬‬
‫لذا يكــون وزنك الظاهري صف ًرا وتشــعر بانعدام‬

‫الوزن‪ .‬وكذلك يشعر رواد الفضاء في المكوك‪.‬‬
‫‪21‬‬