قانون الجاذبية الأرضية التعريف وأهم الخصائص

قانون الجاذبية الأرضية التعريف وأهم الخصائص

قدّم الفيلسوف اليوناني أرسطو واحدة من المحاولات الأولى والأكثر شمولية لتفسير علمي لقوانين الجاذبية.

ـ تعدّ الجاذبية هي القوة المسؤولة عن إبقاء الأجسام على كوكب الأرض، وتتحكم القوة الكهرومغناطيسية للأجسام ذات الشحن الزائد مثل الإلكترونات والبروتونات في طبيعة تلك الأجسام وحركتها بما يتناسب مع قانون الجاذبية الأرضية، وقد كان الناس يلاحظون منذ وقت قديم أن الأجسام تتحرك بشكل طبيعي نحو الأرض، لكن الأمر استغرق الكثير من الوقت للتعرف على طبيعة الجاذبية بشكل كامل.

ـ وقد كانت فكرة الجاذبية مرتبطة بسقوط الأشياء على الأرض قبل أن يتوصل العلماء إلى أن نفس تلك الفكرة هي من ضمن العوامل المؤثرة في حركة ودوران الكواكب التي تدور حول الشمس من خلال مضاعفة كتلة الأجرام السماوية، مما يجعل قوتها تساوي ضعف القوة اللازمة لدورانها، إن الجاذبية تتحكم بكل ما يختص بحركة كوكب الأرض، وكذلك بحركة كل جسم على كوكب الأرض، وقد اختلف مفهوم الجاذبية وشهد تطورًا هائلًا من بداية القرن العشرين.

تاريخ اكتشاف الجاذبية الأرضية

ـ قدّم الفيلسوف اليوناني أرسطو واحدة من المحاولات الأولى والأكثر شمولية لتفسير علمي لقوانين الجاذبية من خلال طرح فكرة أن الأجسام تتحرّك نحو مكانها الطبيعي، وكل شيء ينجذب نحو مكانه الطبيعي في نموذج أرسطو، وقد كان أرسطو يعتقد أن الأجسام تسقط بسرعة تتناسب مع وزنها، وبمعنى آخر فإذا أسقط أحدهم جسمًا خشبيًا وجسمًا معدنيًا بنفس الحجم على حد سواء فإن الجسم المعدني الأثقل يسقط بسرعة أكبر نسبيًا.

ـ قد صمدت فلسفة أرسطو حول الحركة نحو المكان الطبيعي للمادة لمدة 2000 عامًا تقريبًا حتى عهد غاليليو غاليلي الذي أجرى تجارب تدحرجت فيها الأجسام ذات الأوزان المختلفة أسفل الطائرات المائلة، ووجد أنها سقطت بنفس معدل التسارع بغض النظر عن وزنها، وكان الإسهام الرئيس للسير إسحاق نيوتن هو توضيح أن حركة السقوط التي لوحظت على الأرض كانت تتبع نفس سلوك الحركة التي يقوم بها القمر والأجسام الأخرى، وقد بُنيت هذه الرؤية من قِبل نيوتن بالاستعانة بنماذج غاليليو القديمة من خلال تبنّي نماذج مركز الشمس ومبدأ كوبرنيكان التي طوّرها ولاس كوبرنيكوس قبل جاليليو.

ـ إن تطوير نيوتن لقانون الجاذبية الأرضية جمع هذه المفاهيم معًا في شكل صيغ رياضية تنطبق على تحديد قوة الجذب بين أي جسمين، جنبًا إلى جنب مع قوانين نيوتن للحركة، ثم طوّر أينشتاين مفاهيم قانون الجاذبية الأرضية من خلال نظريته العامة للنسبية والتي تصف العلاقة بين المادة والحركة من خلال تفسير يشير إلى أن الكائنات ذات الكتلة تنحني فععليًا في نسيج المكان والزمان والمعروف بالزمكان.

ـ وهذا يغير مسار الأشياء بطريقة تتفق مع الفهم الشائع الآن لقانون الجاذبية الأرضية، ومع ذلك هناك بعض الحالات التي لا يمكن حتى للنسبية العامة أن تُعطي نتائجًا ذات مغزى، وواحد من أشهر هذه الأمثلة هو طول الثقب الأسود حيث النسيج السلس للزمان لا يتوافق مع الطاقة التي تتطلبها فيزياء الكم، لكن تم حل هذا من الناحية النظرية من قِبل الفيزيائي ستيفن هوكينج الذي تنبأ بأن الثقوب السوداء تشعّ الطاقة في شكل إشعاع.

خصائص الجاذبية الارضية

ـ قبل توضيح قانون الجاذبية الأرضية تجدر الإشارة إلى أن الجاذبية هي واحدة من القوى الأساسية الأربعة للطبيعة، والقوى الأخرى هي القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية والقوة النووية الأدنى، ولا تُظهر الجاذبية نفسها كاحتكاك أو توتر أو ضغط أو أي نوع من أنواع القوة التلامسية، بل إن الجاذبية هي أضعف القوى الأساسية الأربعة فهي ضعيفة جدًا بحيث يمكن تجاهلها تمامًا في التفاعلات الجزيئية.

ـ وتكون الجاذبية بين إلكترونين أضعف بمقدار 1039 مرة تقريبًا من قوى التنافر الكهربائي، وتضعف الجاذبية مع المسافة بما يتناسب مع مقدار الفصل بين جسمين يتعرضان لنفس القوة، حيث تضعف القوتان بسرعة أكبر مع زيادة المسافة بحيث تصبح هاتان القوتان بلا تأثير بالغ على مسافات بحجم ذرة أو أكبر.

ـ وتضعف القوة الكهرومغناطيسية أيضًا مع زيادة الفصل، ولكن يمكن إلغاء القوة الكهرومغناطيسية بسبب وجود شحنة كهربائية موجبة وسالبة؛ لذلك لا يمكن إلغاء قوى الجاذبية بينما على مسافات كبيرة تصبح الجاذبية هي القوة المهيمنة والقوة الوحيدة التي يجب مراعاتها في معظم التفاعلات.

شارك المقال