ثابت الجاذبية هو ثابت التناسب المستخدم في قانون نيوتن للجاذبية الكونية ، ويشار إليه عادة بـ G. في معظم النصوص ، نراه معبرًا عنه على النحو التالي:
ز = 6.673 × 10-11 N م2 كلغ-2
يتم استخدامه عادةً في المعادلة:
F = (G × م1 س م2) / ص2 ، حيث
F = قوة الجاذبية
G = ثابت الجاذبية
م1 = كتلة الجسم الأول (لنفترض أنه كتلة الجسم الضخم)
م2 = كتلة الجسم الثاني (لنفترض أنه أكبر الجسم)
ص = الفصل بين الجماعتين
كما هو الحال مع جميع الثوابت في الفيزياء ، ثابت الجاذبية هو قيمة تجريبية. وهذا يعني أنه ثبت من خلال سلسلة من التجارب والملاحظات اللاحقة.
على الرغم من أن ثابت الجاذبية تم تقديمه لأول مرة بواسطة إسحاق نيوتن كجزء من منشوره الشهير في عام 1687 ، Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ، إلا أنه تم ملاحظة الثابت في تجربة فعلية حتى عام 1798. لا تتفاجأ. إنه في الغالب مثل هذا في الفيزياء. عادة ما تسبق التنبؤات الرياضية البراهين التجريبية.
على أي حال ، أول شخص قام بقياسها بنجاح كان الفيزيائي الإنجليزي ، هنري كافنديش ، الذي قام بقياس القوة الضئيلة جدًا بين كتلتي الرصاص باستخدام ميزان التواء حساس جدًا. وتجدر الإشارة إلى أنه بعد كافنديش ، على الرغم من وجود قياسات أكثر دقة ، إلا أن التحسينات على القيم (أي القدرة على الحصول على قيم أقرب إلى نيوتن G) لم تكن جوهرية حقًا.
بالنظر إلى قيمة G ، نرى أنه عندما نضربها بالكميات الأخرى ، ينتج عنها قوة صغيرة إلى حد ما. دعنا نوسع هذه القيمة لتعطيك فكرة أفضل عن مدى صغرها: 0.00000000006673 شمالاً2 كلغ-2
حسنًا ، دعنا نرى الآن القوة التي يمكن أن يمارسها جسمان بوزن 1 كجم على بعضهما البعض عندما تكون المسافات بين مراكزها الهندسية مترًا واحدًا. لذا ، كم نحصل؟
F = 0.00000000006673 شمالاً ، لا يهم كثيرًا إذا قمنا بزيادة كلتا الكتل بشكل كبير.
على سبيل المثال ، لنجرب أكبر كتلة مسجلة للفيلة ، 12000 كجم. بافتراض أن لدينا اثنين من هذه ، متباعدة بمسافة متر واحد عن مراكزها. أعلم أنه من الصعب أن نتخيل أنه نظرًا لأن الأفيال شجاعة إلى حد ما ، لكن دعنا نمضي قدمًا بهذه الطريقة لأنني أريد التركيز على أهمية G.
لذا ، كم حصلنا عليه؟ حتى لو قمنا بتقريب ذلك ، ما زلنا نحصل على 0.01 شمالًا فقط. للمقارنة ، فإن القوة التي تمارسها الأرض على تفاحة تبلغ 1 شمالًا تقريبًا. ولا عجب أننا لا نشعر بأي قوة جذب عندما نجلس بجانب شخص ما ... ما لم تكن بالطبع ذكر وأن هذا الشخص هو ميغان فوكس (لا يزال ، سيكون من الآمن افتراض أن الجذب سيكون طريقة واحدة فقط).
لذلك ، تكون قوة الجاذبية ملحوظة فقط عندما نعتبر كتلة واحدة على الأقل ضخمة للغاية ، على سبيل المثال كوكب.
اسمحوا لي أن أنهي هذه المناقشة بتمرين رياضي آخر. بافتراض أنك تعرف كل من كتلتك ووزنك ، وأنك تعرف نصف قطر الأرض. أوصلها بالمعادلة أعلاه وحلها للكتلة الأخرى. هاهو! عجب العجائب ، لقد حصلت للتو على كتلة الأرض.
يمكنك قراءة المزيد عن ثابت الجاذبية هنا في مجلة الفضاء. هل تريد معرفة المزيد عن دراسة جديدة تجد أن القوة الأساسية لم تتغير بمرور الوقت؟ هناك أيضًا بعض الأفكار التي يمكنك العثور عليها من بين التعليقات في هذه المقالة: هياكل تسجيل الويب "المادة المظلمة" المحطمة التي تمتد عبر 270 مليون سنة ضوئية عبر
هناك المزيد عن ذلك في وكالة ناسا. في ما يلي مصدران هناك:
- الجاذبية
- معادلة الوزن
في ما يلي حلقتان في Cast Astronom Cast قد ترغبان في التحقق منهما أيضًا:
- موجات الجاذبية
- عدسة الجاذبية
المصادر:
- ويكيبيديا - ثابت الجاذبية
- وكالة ناسا - معادلة الوزن
- فصل الفيزياء - قانون الجاذبية العالمي لنيوتن
