Page 8 - الجاذبية

‫قيا�س ثابت الجذب الكوني ‬

‫‪Measuring the Universal Gravitational Constant‬‬

‫ما قيمــة ثابت الجذب الكوني ‪G‬؟ تبدو قوة التجاذب بين جســمين على الأرض ضعيفة‬
‫نسب ًّيا‪ ،‬ويصعب الكشــف عن هذه القوة بين كتلتي كرتي البولنج مث ًل‪ .‬في الواقع استغرق‬
‫الأمر ‪ 100‬عام بعد نيوتن ليتمكن العلماء من تصميم جهاز حســاس بما يكفي لقياس قوة‬

‫الجاذبية‪.‬‬

‫ال�شكل ‪ 1-6‬ت�ستعمل موازين كافند�ش‬ ‫تجرب��ة كافند�ش اســتعمل العــالم هنري كافنــدش في عــام ‪1798‬م جهــا ًزا‪ ،‬كما في‬
‫الحديثة لقيا�س قوى الجذب بين ج�سمين‪.‬‬ ‫الشــكل ‪ ،1-6‬لقياس قوة الجاذبية بين جســمين‪ .‬وللجهاز ذراع أفقية تحمل كرتين من‬

‫الرصــاص عند نهايتيها‪ .‬وهــذه الذراع معلقة من منتصفها بســلك رفيع قابل للدوران‪.‬‬
‫ولأن الذراع معلقة بسلك رفيع فهي حساسة لأي قوة أفقية‪ .‬ولقياس ‪ ،G‬وضع كافندش‬
‫كرتين ثقيلتين من الرصاص قريبتين من الكتلتين الصغيرتين‪ ،‬كما يبين الشكل ‪ .1-7‬وقد‬

‫أدت قــوة التجاذب بين الكرتين الكبيرة والصغيرة إلى دوران الذراع‪ .‬وعند تســاوي قوة‬
‫ال ّ ّل للســلك الرفيع وقوة التجاذب بين الكرات‪ ،‬تتوقف الذراع عن الدوران‪ .‬وقد تمكن‬
‫كافندش من قياس قوة التجاذب بين الكتل من خلال قياســه للزاوية التي ش َّكلها دوران‬

‫الذراع؛ حيث تقاس الزاوية التي يشكلها دوران الذراع بالشعاع المنعكس عن مرآة مستوية‪.‬‬

‫وقد تمكن كافندش ‪ -‬من خلال قياس الكتل والمســافة بــن مراكز الكرات‪ ،‬والتعويض‬
‫بذلك مستعم ًل قانون نيوتن في الجذب الكوني ‪ -‬من تحديد قيمة تجـــريبية للثـــابت ‪،G‬‬
‫حيــث ‪ ،​G = 6.67×1​ 0 -​ 11​ N.m​ 2​ ​/k​ g​2‬وذلك عندما تكــون وحدة قياس​​‪ ​m1‬و​​‪m​ 2‬‬

‫بـ (‪ ،)kg‬و ‪ r‬بـ(‪ ،)m‬و ‪ F‬بـ (‪.)N‬‬

‫ال�شكل ‪ 1-7‬عند و�ضع الكرات الكبيرة‬ ‫كرة ر�صا�ص كبيرة‬
‫بالقرب م�ن ال�صغيرة ت ؤ�دي قوة الجاذبية‬
‫�إلى دوران ال�ذراع‪ .‬ويقا��س ال�دوران‬ ‫محور ثابت‬ ‫محور قابل للدوران‬
‫مر�آة‬
‫بم�ساعدة ال�شعاع ال�ضوئي المنعك�س‪.‬‬

‫كرة ر�صا�ص �صغيرة‬

‫اتجاه الدوران‬ ‫م�صدر �ضوء‬

‫‪15‬‬