لماذا تقل قوة جاذبية كلما توغلنا في اعماق الارض ؟
ان قوة جذب الارض للاجسام تقل كلما ارتفعنا عن سطح الارض. فاذا رفعنا سنجة تزن كيلوجراما واحدا، الى علو قدره 6400 كم اي جعلناها تبتعد عن مركز الكرة الارضية مسافة تساوي ضعف نصف قطرها لقلت قوة الجاذبية بمقدار
2^2، اي باربع مرات ولاشار ميزان الى الرقم 250 جم فقط ،بدلا من 1000جم. ان الارض طبقا لقانون جاذبية تجذب الاجسام الاخرى كما لو كانت كتلة الارض برمتها ، مركزة في المركز .اما قوة هذا الجذب فتتناسب عكسيا مع مربع مسافة. وفي الحالة التي ذكرناها تضاعفت المسافة بين سنجة ومركز الارض ولهذا السبب قلت قوة جاذبية بمقدار 2^2.
ينتج عن ذلك بالطبع أننا لو توغلنا بالجسم في أعماق الأرض أي إذا قربناه من مركز الأرض ، فيجب أن تزداد قوة جذب الأرض للجسم ، بمعنى أنه يجب أن وزن الجسم في أعماق الأرض أكثر مما هو عليه قوق سطحها .
وهذا الكلام ليس صحيحا بل هو استنتاج خاطئ ، إذ أن وزن الجسم لا يزداد بتعمقه داخل الأرض ، بل على العكس من ذلك يقل .
وما تفسير ذلك ؟
تفسيره أن القوى التي تتألف منها الجاذبية الأرضية لا تؤثر على الجسم من جهة واحدة ، بل من جميع الجهات ، ( انظر للشكل في الأسفل ).
سنرى أن الجسم الموضوع في باطن الأرض سينجذب إلى أعلى بتأثير قوى الجاذبية الأرضية الموجودة فوقه .
ويمكننا أن نثبت أن قوى الجاذبية التي تؤثر على الجسم بالفعل هي القوى المحصورة داخل كرة يساوي نصف قطرها المسافة من مركز الأرض إلى المكان الذي يوجد فيه الجسم ،ولهذا السبب فإن وزن الجسم يجب أن يقل طرديا مع العمق في باطن الأرض .
فإذا ما وصلنا إلى مركز الأرض سنرى أن الجسم يفقد وزنه تماما ويصبح عديم الوزن ، وذلك لأن قوى الجاذبية الموجودة في المركز ستؤثر عليه تأثيرا متساويا من جميع الجهات.
وهكذا فإن أكبر وزن للجسم يكون على سطح الأرض مباشرة ، ويقل ذلك الوزن كلما ابتعد عن مركز الأرض سواء ارتفع في الجو أم نزل إلى باطن الأرض .
ملاحظة :
سيكون الكلام السابق حقيقة لو كانت الأرض متجانسة الكثافة تماما ولكن الذي يحدث في الواقع أن كثافة الأرض تزداد نزولا كلما اقتربنا من المركز.
ولهذا فعند نزول الجسم إلى باطن الأرض تزداد قوة الجاذبية في البداية إلى مسافة معينة فقط ثم بعدها تبدأ بالانخفاض
ان قوة جذب الارض للاجسام تقل كلما ارتفعنا عن سطح الارض. فاذا رفعنا سنجة تزن كيلوجراما واحدا، الى علو قدره 6400 كم اي جعلناها تبتعد عن مركز الكرة الارضية مسافة تساوي ضعف نصف قطرها لقلت قوة الجاذبية بمقدار
2^2، اي باربع مرات ولاشار ميزان الى الرقم 250 جم فقط ،بدلا من 1000جم. ان الارض طبقا لقانون جاذبية تجذب الاجسام الاخرى كما لو كانت كتلة الارض برمتها ، مركزة في المركز .اما قوة هذا الجذب فتتناسب عكسيا مع مربع مسافة. وفي الحالة التي ذكرناها تضاعفت المسافة بين سنجة ومركز الارض ولهذا السبب قلت قوة جاذبية بمقدار 2^2.
ينتج عن ذلك بالطبع أننا لو توغلنا بالجسم في أعماق الأرض أي إذا قربناه من مركز الأرض ، فيجب أن تزداد قوة جذب الأرض للجسم ، بمعنى أنه يجب أن وزن الجسم في أعماق الأرض أكثر مما هو عليه قوق سطحها .
وهذا الكلام ليس صحيحا بل هو استنتاج خاطئ ، إذ أن وزن الجسم لا يزداد بتعمقه داخل الأرض ، بل على العكس من ذلك يقل .
وما تفسير ذلك ؟
تفسيره أن القوى التي تتألف منها الجاذبية الأرضية لا تؤثر على الجسم من جهة واحدة ، بل من جميع الجهات ، ( انظر للشكل في الأسفل ).
سنرى أن الجسم الموضوع في باطن الأرض سينجذب إلى أعلى بتأثير قوى الجاذبية الأرضية الموجودة فوقه .
ويمكننا أن نثبت أن قوى الجاذبية التي تؤثر على الجسم بالفعل هي القوى المحصورة داخل كرة يساوي نصف قطرها المسافة من مركز الأرض إلى المكان الذي يوجد فيه الجسم ،ولهذا السبب فإن وزن الجسم يجب أن يقل طرديا مع العمق في باطن الأرض .
فإذا ما وصلنا إلى مركز الأرض سنرى أن الجسم يفقد وزنه تماما ويصبح عديم الوزن ، وذلك لأن قوى الجاذبية الموجودة في المركز ستؤثر عليه تأثيرا متساويا من جميع الجهات.
وهكذا فإن أكبر وزن للجسم يكون على سطح الأرض مباشرة ، ويقل ذلك الوزن كلما ابتعد عن مركز الأرض سواء ارتفع في الجو أم نزل إلى باطن الأرض .
ملاحظة :
سيكون الكلام السابق حقيقة لو كانت الأرض متجانسة الكثافة تماما ولكن الذي يحدث في الواقع أن كثافة الأرض تزداد نزولا كلما اقتربنا من المركز.
ولهذا فعند نزول الجسم إلى باطن الأرض تزداد قوة الجاذبية في البداية إلى مسافة معينة فقط ثم بعدها تبدأ بالانخفاض
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق