ما هي العوامل المؤثرة في قوة جذب الأرض للأجسام

تتحدد قوة جذب الأرض للأجسام، أو الجاذبية الأرضية، بعاملين رئيسيين هما:

1. كتلة الجسم:

• تتناسب قوة الجاذبية الأرضية مع كتلة الجسم طرديًا.
• بمعنى آخر، كلما زادت كتلة الجسم، زادت قوة جذب الأرض له.
• على سبيل المثال، تجذب الأرض قمرًا ذا كتلة أكبر من كتلة صاروخ بقوة أكبر.

2. المسافة بين الجسم والأرض:

• تتناسب قوة الجاذبية الأرضية مع المسافة بين الجسم والأرض عكسيًا.
• بمعنى آخر، كلما ابتعد الجسم عن الأرض، قلت قوة جذب الأرض له.
• على سبيل المثال، تجذب الأرض قمرًا قريبًا منها بقوة أكبر من قمر بعيد عنها.

يمكن التعبير عن قوة الجاذبية الأرضية رياضيًا بقانون نيوتن للجاذبية العامة:

F = G * (m1 * m2) / r^2

حيث:

• F هي قوة الجاذبية الأرضية (نيوتن).
• G هو ثابت الجاذبية العامة (6.67430 × 10^-11 نيوتن متر مربع / كيلوجرام مربع).
• m1 هي كتلة الأرض (5.97237 × 10^24 كيلوجرام).
• m2 هي كتلة الجسم (بالكيلوجرام).
• r هي المسافة بين مركز كتلة الأرض ومركز كتلة الجسم (بالمتر).

عوامل أخرى تؤثر في قوة الجاذبية الأرضية:

• شكل الأرض:
  • للأرض شكل كروي مفلطح قليلاً عند القطبين.
  • يؤدي هذا الشكل إلى اختلاف طفيف في قوة الجاذبية الأرضية في مختلف أنحاء الكوكب.
  • تكون قوة الجاذبية الأرضية أقوى عند القطبين وأضعف عند خط الاستواء.
• الدوران المحوري للأرض:
  • تدور الأرض حول محورها مرة كل 24 ساعة.
  • يؤدي هذا الدوران إلى وجود قوة الطرد المركزي التي تُقاوم قوة الجاذبية الأرضية.
  • تكون قوة الطرد المركزي أقوى عند خط الاستواء وأضعف عند القطبين.
  • تُؤدّي قوة الطرد المركزي إلى انخفاض قيمة قوة الجاذبية الأرضية الفعلية عند خط الاستواء.

أمثلة على تأثير العوامل المؤثرة في قوة الجاذبية الأرضية:

• شعور رواد الفضاء بانعدام الوزن:
  • عندما يكون رواد الفضاء في مدار حول الأرض، يكونون بعيدين نسبيًا عن مركز كتلة الأرض.
  • يؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في قوة الجاذبية الأرضية التي تؤثر عليهم.
  • هذا الانخفاض في قوة الجاذبية الأرضية هو ما يُسبّب شعور رواد الفضاء بانعدام الوزن.
• اختلاف وزن الإنسان على سطح الأرض:
  • يختلف وزن الإنسان على سطح الأرض قليلاً من مكان إلى آخر بسبب العوامل المذكورة أعلاه.
  • على سبيل المثال، يكون وزن الإنسان على خط الاستواء أقل بقليل من وزنه عند القطبين.
• ارتفاع المد والجزر:
  • تُؤثّر قوة جاذبية القمر على سطح الأرض، ممّا يُؤدّي إلى حدوث ظاهرة المد والجزر.
  • تتغيّر قوة جاذبية القمر على مدار الشهر بسبب تغيّر موقع القمر بالنسبة إلى الأرض.
  • يؤدي ذلك إلى حدوث مدين مرتفعين وجزرين منخفضين مرتين في اليوم.