كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية

كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟ الجاذبية هي القوة المسؤولة عن حركة كل الأشياء على سطح الأرض؟ في هذا المقال، سنناقش كل شيء عن الجابية بالتفصيل، لذا ترقبوا.

ثقل

الجاذبية تعني ميل الكتل والأشياء إلى رفع بعضها البعض، والوزن هو القوة التي تخلقها الجاذبية.

اكتشفها العالم إسحاق نيوتن وغيّرها العالم أينشتاين فيما بعد وأطلق عليها اسم نظرية النسبية بعد التعديل فيها.

انظر أيضًا: قصة اكتشاف الجاذبية وقوانينها

إسحاق نيوتن

• هو عالم إنجليزي ولد في إنجلترا في الحادي عشر من عام 1642 وتوفي في لندن، مدينة الضباب، في مارس 1727 عن عمر يناهز 85 عامًا.
• إنه عالم فيزياء وعالم رياضيات، وأحد أشهر العلماء في القرن السابع عشر.
• اكتشف تكوين الضوء الأبيض من خلال دمج الألوان في البصريات.
  • كما كان أول من وضع أسس علم البصريات للفيزياء الحديثة.
• أسس قوانين الحركة الثلاثة في الميكانيكا، بالإضافة إلى ذلك، وضع مبادئ الفيزياء الحديثة التي أدت إلى صياغة قانون الجاذبية.
• في الرياضيات، اكتشف العالم إسحاق نيوتن علم حساب التفاضل والتكامل وأحد أشهر كتبه (المبادئ الرياضية للفلسفة الرياضية).
• وهو من أهم أعماله الفردية، ويرجع تاريخه إلى عام 1687 م، ويوجد العديد من الكتب التي ألفها سواء بشكل فردي أو بالتعاون مع علماء آخرين.

كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟

• الآن بعد أن عرفنا عن الجاذبية والعالم إسحاق نيوتن، لنتعلم معًا كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية.
• بينما كان الفيزيائي إسحاق نيوتن جالسًا تحت أشجار التفاح، سقطت تفاحة فجأة فوق رأسه.
• ثم ظل يفكر في سبب سقوط التفاحة مباشرة على رأسه ولماذا لم تسقط لأعلى أو لأسفل أو تطير في الهواء.
• وفكر في الأمر لفترة طويلة، ثم توصل إلى قانون الجاذبية الذي يشير إلى أن الجاذبية هي المسؤولة عن سقوط التفاحة.
  • في اتجاه عمودي على سطح الأرض، وليس لأعلى أو لأسفل أو للطيران في الهواء.

قانون نيوتن للجاذبية

• كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟ قوانين بسيطة في الفيزياء.
• تنص على أن هناك قوة جذب بين أي جسمين وأن هذه القوة تتناسب طرديا مع الجماهير.
• في الوقت نفسه، يتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما.
• يُعرف قانون نيوتن للجاذبية أيضًا باسم قانون التربيع العكسي، وهذا الاسم مشتق من القوة الناتجة بين أي جسمين يفصلان بين مركزي الجسمين.

نص قانون نيوتن للجاذبية

• طور إسحاق نيوتن نظرية الكرة الأرضية في القرن السابع عشر في أواخر الثمانينيات.
• قال إن جاذبية الأرض هي قوة يمكن التنبؤ بها تؤثر على كل مادة في الكون وتعمل القوة من خلال المسافة والكتلة.
• تنص النظرية على أن كل جسيم من المادة يجذب الآخرين بقوة تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما.
  • في الوقت نفسه، يتناسب طرديًا مع المنتج الشامل.

صياغة القوانين رياضيا

قوة الجاذبية = ثابت الجاذبية (كتلة الجسم الأول × كتلة الجسم الثاني) ÷ مربع المسافة بين الجسمين.

تطبيقات قانون نيوتن للجاذبية

• كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟ ينطبق قانون نيوتن للجاذبية على جميع الأشياء على الأرض.
  • سواء كانت هذه الأجرام على مسافات بعيدة مثل الأجرام السماوية مثل الأرض والشمس بالإضافة إلى القمر.
• ينطبق قانون نيوتن للجاذبية أيضًا على المسافات القصيرة، مثل المسافة بين التفاحة والأرض.
• لكن قانون الجاذبية لا ينطبق على الأشياء التي تفصل بينها مسافة 10 أمتار.

إطلاق قمر صناعي حديث

• أحد تطبيقات قانون الجاذبية، أو القانون العالمي للجاذبية، هو إطلاق الأقمار الصناعية الحديثة التي تدور حول الأرض في مدارات دائرية.
  • في الوقت نفسه، لا تزال مستقرة على مسارها.
• إن إطلاق القمر الصناعي الحديث دليل قوي على صحة قانون الجاذبية الكونية.

خسوف القمر والشمس

أحد أشهر التطبيقات التي قام بها العلماء باستخدام قانون نيوتن للجاذبية هو أحد أقوى البراهين على صحة نظرية نيوتن في الجاذبية.

لمعرفة المزيد: بحث موجز عن قوانين نيوتن وإنجازاته الرئيسية

ثقل

• تُظهر قوانين نيوتن أن الجسم الثابت يظل في حالة سكون دون أن يتحرك.
  • في الوقت نفسه، تتحرك الأجسام المتحركة في اتجاه رأسي وفي خط مستقيم بسبب جاذبية الأرض.
• تتحرك الكواكب في شكل بيضاوي وليس في خطوط مستقيمة وبالتالي يجب أن تكون هناك قوة تؤثر على مدارات الكواكب وأوضح نيوتن أن هذه القوة هي جاذبية الأرض.

الجاذبية في القلب

هناك ثلاث قوى جاذبة تعمل على تماسك الذرة، وهي:

القوة المغناطيسية

• مسؤول عن جذب الجسيمات المشحونة إيجابياً مع الجسيمات سالبة الشحنة.
• هذا يجذب الإلكترونات سالبة الشحنة إلى البروتونات موجبة الشحنة، مما يتسبب في دوران الإلكترونات في مدار ثابت حول النواة.

قوة نووية قوية

• يوجد في نواة الذرة بروتونات موجبة الشحنة يجب أن تتنافر بسبب القوة المغناطيسية.
• تحمي القوة النووية الشديدة النواة من الانفجار الذي يمكن أن يحدث فيها بسبب وجود بروتونات سالبة الشحنة في مركز النواة.
• تعمل القوة النووية القوية والقوة المغناطيسية على تجميع كل جسيمات الذرة معًا في النواة.

قوة نووية ضعيفة

• القوة النووية الضعيفة تجعل كل الجسيمات في الذرة متماسكة في النواة.
• إنها القوة الأضعف في النواة التي تحافظ على الجسيمات في الذرة معًا، كما أنها تميل أيضًا إلى جذب الجسيمات لبعضها البعض.

وأوضح الظواهر بقانون الجاذبية

يشرح قانون الجاذبية العديد من الظواهر، وهذه الظواهر هي كالتالي:

• ظاهرة سقوط الكرة مرة أخرى في العراء بعد رميها.
• وكذلك ظاهرة سقوط التفاحة بدلاً من الطيران أو الارتفاع في الهواء.
• ظاهرة الإنسان يمشي على الأرض دون أن يطير في الهواء.
• تنزل المركبة من تل بسرعة عالية دون الضغط على الفرامل أو بدون تشغيل السيارة.
• أسقط قلمًا أو شيئًا ما على الأرض.
• ظاهرة شرب الماء ووجوده في أسفل الكوب وليس في الجزء العلوي منه.
• وسرعان ما سقطت صخرة من تلقاء نفسها من أعلى الجبل ولم يدفعها أحد.
• ضع الورقة مرة أخرى على الأرض بعد رفعها في الهواء.
• ظاهرة عودة بالون الهيليوم إلى السماء بعد الطيران.

قوانين نيوتن للحركة

هناك 3 قوانين للحركة وضعها العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن وهذه القوانين هي كما يلي:

القانون الأول

• (أن الجسم الثابت يظل في حالة راحة وأن الجسم المتحرك سيستمر في التحرك بنفس السرعة وفي نفس الاتجاه ما لم يتم التصرف بناءً عليه من قبل قوة خارجية تغير حالته)
• ينص هذا القانون على أن الأشياء لا تتحرك من تلقاء نفسها، ولكن يجب أن تعمل قوة خارجية عليها حتى تتحرك.

أمثلة الحياة من القانون الأول

• تظل الكرة في مكانها ولا تتوقف إلا إذا كانت هناك قوة خارجية تعمل عليها لإيقافها، وعادة ما تتوقف الكرة على السطح الخشن بشكل أسرع من السطح الأملس.
• عندما يُرمى الحجر على الأرض، فإنه سيبقى قائمًا طالما لا توجد قوة خارجية تعمل عليه لتغيير حالته من الراحة.

القانون الثاني

• (عندما تعمل قوة على جسم ما، فإن هذه القوة تضفي تسارعًا على الجسم، بحيث يكون هذا التسارع متناسبًا طرديًا مع القوة المؤثرة ويتناسب عكسيًا مع كتلة ذلك الجسم).
• ينص هذا القانون على أنه لزيادة سرعة الجسم، يلزم وجود قوة محصلة بالإضافة إلى كتلة الجسم.

أمثلة الحياة من القانون الثاني

• يمشي الشخص النحيف أسرع بكثير من الشخص الذي يعاني من زيادة الوزن.
• تحتاج السيارة الكبيرة إلى قدر كبير من القوة للانتقال من مكانها، على عكس السيارة الصغيرة، فهي تحتاج إلى القليل من الطاقة.

القانون الثالث

• (لكل فعل رد فعل متساوٍ في المقدار ومعاكس في الاتجاه).
• هذا القانون هو أحد أكثر القوانين استخدامًا في مختلف مجالات الحياة.
• يوضح أنه نظرًا لأن قوة الجسم لها قوة مساوية في الحجم وفي نفس الوقت معاكسة لها، فإن القوى تأتي في أزواج وليس بشكل فردي.

أمثلة الحياة من القانون الثالث

• عندما يتم سحب الشريط المطاطي، فإنه يعود بسرعة بنفس القوة التي تم سحبه بها، ولكن في الاتجاه المعاكس.
• طائر في السماء يدفع الهواء إلى الخلف بجناحيه، ويدفعه الهواء بنفس القوة ولكن في الاتجاه المعاكس الذي يطير إليه.

نوصي أيضًا بما يلي: تأثيرات انعدام الجاذبية عند سقوط الأجسام؟

في النهاية تتحكم الجاذبية في سقوط الأشياء وناقشنا معًا كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية وكل ذلك بالتفصيل عن الجاذبية. نتمنى ان ينال المقال اعجابه ونتمنى مشاركته لصالحه.