قانون نيوتن للجاذبية الأرضية

الجاذبية

الجاذبية أو الثقالة هي عبارةٌ عن ميل الأجسام والكتل للانجذاب باتجاه بعضها البعض، حيث إنّ الوزن هو القوّة التي تحدثها الجاذبية والانجذاب ما بين الأجسام والأرض نظرية الجاذبية وضعها العالم الفيزيائي نيوتن وظلت هذه النظرية ثابتةً حتّى جاء أينشتاين واستبدلها بالنظرية النسبية.

كيفية اكتشاف قانون الجاذبية

أول من اكتشف قانون الجاذبية هو العالم إسحق نيوتن عندما كان يجلس تحت شجرة تفاح، فسقطت تفاحةٌ على الأرض فأخذ يفكر لماذا لم تصعد التفاحة إلى الأعلى بدلاً من الأسفل؟ ولماذا سقطت على الأرض بشكلٍ عامودي ولم تسقط يميناً أو يساراً؟ فاستنتج بذلك أنّ هناك قوّةً أثرت على سقوط التفاحة على الأرض، ففكر بالأسباب حتّى عرف أنّ هناك قوّة جذبٍ للأرض تجذب الأجسام نحوها، وأنّ الأجسام التي تسقط تجذب نحو مركز الأرض وليس إلى مكانٍ آخر، حيث استنتج أنّ القوة التي جذبت التفاحة نحو الأرض ليست لها مسافة محددة.

كما كان دوماً يتساءل هل تمتدّ هذه الجاذبية إلى القمر، وكان يجيب دوماً على جميع تساؤلاته أنّ قوانين الجاذبية هي السبب في الحفاظ على توازن جميع الأجسام والكائنات والأجرام السماوية، حيث استمر في البحث بموضوع الجاذبية الأرضية مدّة 20 عاماً حتّى توصل إلى قانون الجاذبية المعروف.

قانون الجاذبية لنيوتن

يعتبر قانون الجاذبية أحد قوانين الفيزياء البسيطة، حيث ينصّ على وجود قوة جذبٍ بين أي جسمين، حيث تتناسب هذه القوة طردياً مع الكتل، وتتناسب عكسياً مع مربع المسافة فيما بينهما، كما يُطلق عليه أيضاً باسم قانون التربيع العكسي، وجاءت التسمية من أنّ القوة الناشئة بين أي جسمين تتناسب عكسياً مع مربع المسافة التي تفصل بين مركزي الجسمين.

نستنتج ممّا سبق أنّ الكتلة (أ) تؤثر على الكتلة (ب) بقوةٍ مقدارها (ق أب)، في حين أنّ الكتلة (ب) تؤثر على الكتلة (أ) بقوة مقدارها (ق ب أ)، أمّا العلاقة الرياضية لقانون الجاذبية فهي: (القوة=(ثابت الجذب العام×الكتلة الأولى×الكتلة الثانية)/ (مربع المسافة بين مركزي الجسمين))، أمّا ثابت الجذب العام فيساوي 6.67×10^-11 (نيوتن.متر مربع/ كيلو غرام مربع)، أمّا وحدة قوة الجاذبية فهي النيوتن كحال باقي القوى، ولهذا القانون العديد من التطبيقات الهامّة، مثل: استخدامه في مجال تصميم الأقمار الصناعية.

يرمز للجاذبية الأرضية في الفيزياء بالرمز(g)، وتشير إلى التسارع الذي تمنحه الأرض للأجسام على السطح أو بالقرب منه، ويقاس هذا التسارع بوحدات ṠΙ (←النظام العالمي للوحدات) بـm/s² أو م\ث² في بعض التراجم العربية ولها قيمة تقريبية مقدارها 9.81 m/s². معنى هذه القيمة أنّه وعند إهمال تأثير الاحتكاك بالهواء أنّ سرعة السقوط الحر لجسمٍ تزداد بمعدل 9.81 متر في الثانية في كلّ ثانية، وينبغي التفريق بين الرمز الصغير (g) وبين الكبير (G) والذي يرمز به لـثابت الجذب العام.