تعريف الجاذبية الأرضية

تُعرف الجاذبية الأرضية (gravity) بأنها القوة الناتجة عن جذب الأرض للأجسام أو ميل هذه الأجسام للتحرك نحو بعضها البعض. تم التوصل إلى هذا المفهوم من قبل العالم إسحق نيوتن، الذي قدم القانون العام للجاذبية. ينص هذا القانون على أن قوة التجاذب بين جسمين ماديين تتناسب طردياً مع حاصل ضرب كتلتيهما، بينما تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين مركزي الجسمين. يُرمز للجاذبية الأرضية بالرمز (g) وتبلغ قيمتها 9.81 م/ث².

القانون الرياضي للجاذبية الأرضية

وضع العالم الفيزيائي نيوتن المعادلة الرياضية التي تعبر عن الجاذبية الأرضية، حيث تُوضح المعادلة التالية:

F = g × (m₁ × m₂) / r²

حيث:

F = القوة الناتجة عن التجاذب بين الأجسام.

g = ثابت الجذب العام والذي تساوي قيمته 9.81 م/ث².

m₁ = كتلة الجسم الأول.

m₂ = كتلة الجسم الثاني.

r = المسافة بين مركز الجسمين.

العوامل المؤثرة في قوة جذب الأرض للأجسام

يُعرّف الوزن على أنه مقدار جذب الأرض للجسم، بينما الكتلة تعبر عن الحيز الذي يشغله الجسم. من خلال هذين التعريفين، نجد أن هناك علاقة طردية بين الوزن والكتلة. وفيما يلي ملخص للعوامل المؤثرة في قوة الجاذبية:

• كتلة الجسم: تتناسب كتلة الجسم طردياً مع الجاذبية الأرضية، حيث تزداد قوة الجاذبية كلما زادت كتلة الجسم.
• المسافة: تتناسب المسافة عكسياً مع الجاذبية الأرضية، بمعنى أنه كلما زادت المسافة بين الجسمين، انخفضت قوة الجاذبية.
• خط العرض: تتأثر قوة الجاذبية الأرضية بالتغيرات في موقع الجسم بالنسبة لخط الاستواء. حيث تضعف الجاذبية بالقرب من خط الاستواء وتزداد قوة الجاذبية كلما اقتربنا من الأقطاب، نتيجة تأثير دوران الأرض.
• كثافة الجسم: تتناسب كثافة الجسم طردياً مع قوة الجاذبية. فعلى سبيل المثال، يستغرق جذب كيلوغرام واحد من الحديد وقتاً أقل من جذب كيلوغرام من الصوف.
• طبيعة الأرض: تؤثر العوامل الجيولوجية في قوة الجاذبية الأرضية، حيث توجد اختلافات بسيطة في القوة بين المناطق الجغرافية المختلفة مثل الجبال والمسطحات المائية.

تطبيقات قانون الجاذبية الأرضية

يتم استخدام قانون الجاذبية الأرضية بشكل رئيسي في العمليات الحسابية المتعلقة بالمقذوفات مثل إطلاق الصواريخ والطائرات. كما يُطبق في مجالات متعددة تشمل الهندسة الإنشائية، وعلم الميكانيكا، والفلك.