كيف اكتشف نيوتن الجاذبية الأرضية
كيف اكتشف نيوتن الجاذبية الأرضية، حيث أن الجاذبية الأرضية من أهم القوانين في الفيزياء الكلاسيكية، فهو يشرح ويتنبأ بدقة بالعلاقة انجذاب بين الأشياء بناءً على كتلة كل كائن اقترحه العالم نيوتن.
وكانت هذه النظرية هي الأهم حتى ظهر العالم أينشتاين وصرح عن النظرية النسبية التي غيرت مفهوم الفيزياء الكلاسيكية، وخلال السطور القادمة سوف نتعرف بالتفصيل عن نظرية الجاذبية الأرضية وكيف كشفها العالم نيوتن فتابعونا.
كيف اكتشف نيوتن الجاذبية الأرضية
قال العديد من الأشخاص أن العالم إسحاق نيوتن كان جالسًا تحت شجرة، وفجأة تسقط عليه من فوق تفاحة على رأسه، وكان ذلك في عام 1666.
حيث بدأ العالم نيوتن يبحث عن أسباب سقوطها من الأعلى، ولماذا لم تسقط إلى أعلى ونزلت لأسفل.
وظل يبحث العالم نيوتن حتى اكتشف أنه يوجد قوة على الأرض يمكنها جذب الأجسام لأسفل.
وظل 20 عاماً يبحث في ذلك الأمر حتى وصل إلى قانون الجاذبية الأرضية وتكون هنا الإجابة على سؤال قارئنا كيف اكتشف نيوتن الجاذبية الأرضية.
شاهد من هنا: كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية
الفرق بين جاذبية نيوتن واينشتاين
“أينشتاين” هو عالم كبير وقد حصل على جائزة نوبل للفيزياء لعام 1921، بديلاً لنظرية الجاذبية “لنيوتن” في بداية القرن العشرين.
وهي جزء مهم من “النظرية النسبية” ويقدم لنا تفسيرًا كاملًا يتعارض مع قانون نيوتن للجاذبية الأرضية.
لم يعتقد أينشتاين أن “الجاذبية” كانت قوة كما اعتقد نيوتن، لكنه قال إنها كانت نتيجة اضطرابات أو تشوهات في شكل ما أسماه (الزمكان) أو تسمى “البعد الرابع”.
يقول أحد المبادئ الأساسية للفيزياء “أنه إذا لم يوجد قوة خارجية تلعب دورًا، فستتحرك الأشياء بشكل مستقيم قدر الإمكان.
إذا لم تعمل أي قوة خارجية، فإن أي جسمان سوف يتحركان على مسارات متوازية سيحافظان على هذه الصورة ولن يلتقيا أبدًا، ولكن بالواقع، يلتقي هذا الجسمين!.
شاهد من هنا: بحث عن قوانين نيوتن وأهم إنجازاته مختصر
قانون الجذب العام لنيوتن
= G \frac{m_1 m_2}{r^2} أو FG = Gm1m2 / r2
ومع ذلك: G هو ثابت الجاذبية.
- m_1 هو علامة الكتلة الأول للجسم (بالكيلوجرام).
- m_2 هو علامة الكتلة الثاني للجسم (بالكيلوجرام).
- F هو علامة الجاذبية عندما يتم الانجذاب.
- r هو علامة المسافة بين الجسمان (المسافة تقاس بالوحدات المترية).
لمئات السنين وحتى بداية القرن العشرين، ظلت نظرية نيوتن النظرية الوحيدة المجتمع العلمي.
قانون الجاذبية الأرضية
منذ أن خلق الله الأرض فأن الأجسام موجودة، وعند الانفجار الكبير ويتحرك باتجاه الأرض، بغض النظر عن القوة التي ألقته من الأرض بعيداً.
حتى نهاية القرن العشرين، مع خروج المسابير الفضائية الأولى من مجال الجاذبية الأرضية، تحرر أي جسم من القوى الكامنة على الأرض.
ولا يوجد في التاريخ المكتوب هناك ما يشير إلى أن البشر قد فكروا في سبب سقوط الجسم على الأرض حتى جاء العالم اليوناني أرسطو بالمفهوم الأول لهذه القوة الجبارة، وإنه قال إن الأجسام تعمل على انجذاب إلى وضعها الطبيعي.
حيث أن الأجسام تتساقط بشكل سريع والذي يتناسب مع وزنه، على سبيل المثال إذا رمى الإنسان قطعة من المعدن من ارتفاع فإن قطعة المعدن ستسقط وإذا رمي ريشة سوف تسقط ببطء وذلك بسبب حجمها ووزنها.
وبعد ما يقرب من ألفي عام جاء جاليليو وأجرى تجربة جديدة والتي أثبتت أن الأجسام تتدحرج ولكن بالسرعة نفسها مهما كان وزنها.
ولكن هذه التجربة من النماذج القديمة التي تم تطويرها كوبرنيكوس، وذلك على الأجرام السماوية في قلب النظرية التي أسسها العالم نيوتن.
الذي لاحظ أن حركة تساقط الأجسام الصغيرة على الأرض تتبع حركة الكواكب والأجرام السماوية الأخرى.
اقرأ أيضًا: موضوع تعبير عن قانون نيوتن الأول
ماذا فعل نيوتن أثناء اكتشاف الجاذبية
جمع نيوتن ثلاثة قوانين للحركة ووضعها جنبًا إلى جنب مع ملاحظاته وخبرة علمائه السابقين.
وأنتج قانونًا في صيغة رياضية تساعد عن طريقها التعرف على الجاذبية بين شيئين.
بعد ذلك في عام 1687 اقترح العالم الألماني يوهانس كليبر ثلاثة قوانين لتعرف على حركة الأجرام السماوية (خمسة منها فقط معروفة).
ودرسها من خلال الملاحظة والتوقعات والتجارب وليس نموذجًا نظريًا.
ثم جاء الفيلسوف أينشتاين ليعمل على تجميع جميع النظريات وتوصل إلى النظرية العامة للنسبية.
والتي تشرح العلاقة بين المادة والحركة.
حيث أن الأجسام سريعة تؤثر على مادتها، أي كتلة الأجسام.
ويتحرك في نسيج الزمكان يحدث الانحناء الفعلي.
والذي بدوره يقودنا إلى إدراك أنه لا يمكن لأحد أن يجلب كتلة إلى جسم ما بسرعة الضوء.
لذلك الضوء والطبيعة المزدوجة للضوء (الأشعة/ الأمواج) ليس لها كتلة.
يؤدي هذا إلى قانون E = mc²، حيث أن حاصل ضرب الكتلة × مربع سرعة الضوء يساوي الطاقة (يمكن تحويل المادة إلى طاقة)، وهي قنبلة قانونية قائمة على التفكير النووي.
ولكن مع هذه الأمثلة عندما ينفجر نجم عملاق.
فإنه يتطلب سحب الجاذبية من طاقة الانفجار للتغلب على قوة الانفجار.
وتشكيل ما يسمى بالثقب الأسود القادر على ثني نسيج الزمكان.
والذي لا يستطيع أي شيء الهروب منه من جاذبيتها حتى الضوء، لم يصالحهم حتى ظهر العالم “ستيفن هوكينغ”.
ظواهر أوضحتها قانون الجاذبية
أوضح قانون الجاذبية العديد من الظواهر ومن أهم هذه الظواهر كالتالي:
- ظاهرة الكرة: حيث أنها عند رميها إلى أعلى في الهواء.
- كذلك ظاهرة التفاحة: وهي عند رمي التفاحة يتم سقوطها إلى أسفل ولا تطير إلى أعلى.
- ظاهرة سير البشر على الأرض: وذلك أن الإنسان يسير وليس يطير في الهواء.
- انخفضت السيارة بشكل سريع: وذلك عندما تكون السيارة على جبل ويتم نزولها يكون سريعاً دون الضغط على الفرامل أو إعادة تشغيلها.
- سقط الأجسام الصغير: أن سقوط الأجسام الصغيرة مثل القلم يكون أسرع من الأوزان الكبيرة.
- ظاهرة وجود المياه والعصائر أسفل الكوب وليس بأعلى.
- ظاهرة سقوط الصخور بشكل سريع من على الجبال بمفردها دون أن يقوم أحد بدفعها.
أهم الحقائق عن نيوتن
- إسحاق بيوتن AISAK Newton طفلا، كأن صغير الحجم للغاية لأنه ولد قبل موعده.
- نيوتن في مرحلة الشباب لم تكن علاقته بوالدته قوية.
- أثار نيوتن جميع الاعترافات من خلال مذكراته الشخصية.
- كانت والدة نيوتن تأمل أن يصبح مزارعاً مثل والده، ولكن قد فشل في تحقيق ذلك الحلم.
- وهنا تأكدت الأم أن نيوتن لن يصبح فلاح، لذلك قامت بتعليمه بشكل رسمي في أحد المدارس.
- وكان إسحاق نيوتن شخصية خجولة وهادئة للغاية.
- وكان يخاف من بعض الأمور في المدرسة ولكن قد أثبت نفسه من مرور الوقت بالتركز على الدراسة.
- وعندما بلغ من العمر 12 سنة قد تلقى نيوتن التعليم في مدرسة “الملك” في مدينة غرينامها، وقد جلس في ذلك الفترة مع وليام كلارك.
- وكان يشجع إسحاق نيوتن إلى التركيز على دراسة الكيمياء حتى وصل إلى سن 17 عاماً.
- وحتى اليوم ما زالت موجودة مدرسة الملك.
- ويمكن لأي شخص أن يرى توقيع نيوتن في نافذة من المدرسة.
- وقد حصل إسحاق نيوتن على منحة دراسية في كامبريدج لمدة أربع سنوات.
- كما قام نيوتن على اختراع حساب التفاضل والتكامل.
شاهد أيضًا: بحث عن قوانين نيوتن وأهم إنجازاته مختصر
وإلى هنا نكون قد قمنا بالإجابة على سؤال كيف اكتشف نيوتن الجاذبية الارضية؟ وللتعرف على المزيد من المعلومات الهامة يمكنك الاشتراك في موقعنا ليصلك كل ما هو جديد.
وإذا كنت لديك أسئلة أو استفساراً، يمكنك تركه أسفل المقال في التعليقات، وسوف نقوم بالرد عليك في أقرب وقت.