الجــــــاذبـيـة

عودة الى قاعات المتحف العلمى

نحن الأن نستكشف قوانين الطبيعة وأولها قانون الجاذبية القانون العام للجاذبية كما صاغه أسحق نيوتن ينص على أن قوة التجاذب التى تنشأ بين كتلتين تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الكتلتين وعكسيا مع مربع المسافة بينهما وينتج من ذلك عدة إستنتاجات :

أولا:- أن الأرض تجذب ما فوقها من أجسام إليها حتى أننا إذا إرتفعنا عن سطح الأرض فإنها تجذبنا إليها ولا تنجذب الأرض إلى أعلى طبعا لأن كتلة الأرض كبيرة جدا فلا تستطيع أن تتحرك إلى أعلى  .


وثانيا:- نظرا لأن المسافات التى ترتفع بها عن سطح الأرض صغيرة جدا بالنسبة لنصف قطر الأرض فإنه يمكن إعتبار أن كتلة الأرض ومربع المسافة ثابت وبذلك تكون القوة المؤثرة على جسم هى كتلته مضروبا فى ثابت هذا الثابت هو عجلة الجاذبية وهى كمية ثابته لجميع الأجسام التى تتحرك على مسافات قريبة من سطح الأرض ويتبع ذلك أنه إذا ألقينا حجرين أحدهما له كتله صغيره والأخر له كتله كبيره من نفس الأرتفاع فإنهما يصلان إلى الأرض فى نفس اللحظة بإهمال مقاومة الهواء وذلك بخلاف الخطأ الشائع أننا قد نظن أن الكتلة الكبيرة تصل إلى الأرض أولا ولكنك ستتأكد بنفسك بإجراء تجربة تسارع الأجسام أسفل منحدر أن الكتلتين تصلان فى نفس اللحظة وهذه التجربة أجراها جاليليو ونيوتن ويقال أن جاليليو ألقى الحجريين من فوق برج بيزا ووصلا فى نفس اللحظة واستنتج من ذلك أن عجلة الجاذبية ثابته ولكنك هنا تستخدم المنحنى المائل حتى لا تحتاج إلى الصعود إلى برج مرتفع حيث أن المستوى المائل يقلل من سرعة الإنحدار النتيجة الثالثة أنـنا نلاحظ أن إتجاه قوة الجاذبية لا تكون بالضرورة فى إتجاه الحركة فمثلا الكواكب تدور حول الشمس وكذلك القمر حول الأرض بفعل قوة الجاذبية ومع ذلك لا تسقط الكواكب على الشمس أو القمر على الأرض وذلك لأن قوة الجاذبية وبالتالى عجلة الجاذبية فى إتجاه المركز أما الحركة فتتخذ مسار قطع ناقص المركز أحد بؤريته أو دائرة حول المركز ولعلك لاحظت فى النظام الشمسى أن الكواكب القريبة من الشمس تدور أسرع من الكواكب البعيدة عن الشمس وهذا يعرف بقانون كبلر الثالث وإذا تصورنا حالة مبسطه لجسم يدور حول المركز فى دائرة فإن مفهوما جديدا ينشأ هو القوة الطاردة المركزية ويمكن تفسير إتزان المدار على أنه إتزان بين قوة الجاذبية أو الشد والقوة الطاردة المركزية وسوف تجرب ذلك بنفسك فى تجربة بئر الجاذبية
ونلاحظ أن طاقة الوضع يمكن أن تتحول إلى طاقة حركة فتزداد سرعة بليه مقذوفه كلما أقتربت من المركز تماما مثل نموذج النظام الشمسى كذلك ستتعلم حركة البندول وكيف أن الجسم المهتز له تردد اهتزاز طبيعى ويمكن لجسم مهتز أن يؤثر على جسم مساو له فى الكتله فتنتقل الطاقة من الجسم المهتز إلى الجسم الساكن ويتبادلان الطاقة بينهما وهذا هو أساس الترابط بين أنماط الاهتزاز ذات التردد المتساوى وهذه هى فكرة دوائر الرنين فى الراديو والتليفزيون أما البندول العشوائى فسترى أن حركته لا يمكن التنبؤ بها ويعتبر أساسا لتعلم الحركة العشوائية كما وأخيرا سنتركك تفكر فى سؤال من هو فوق ومن هو تحت وأنت تنظر إلىضية سترى فى التجربةيبدو الناس فوقها فى نصف الكرة مقلوبين بالنسبة لبعض ولكن ما هو معنى فوق وما معنى تحت ؟

تجارب قاعة الجاذبية :
 

بئر الجاذبية   تسارع الأجسام لأسفل المنحدر   من هو أعلى ومن هو أسفل

بندولات الرنين المترابطة   البندول الفوضوي