تسارع الجاذبية والجاذبية: 7 حقائق مهمة


نحن جميعًا على دراية بمصطلح التسارع والجاذبية ، ولكن في هذا المنشور ، سنتعلم المزيد من الحقائق التفصيلية المتعلقة بالتسارع والجاذبية المركزية.

عندما يُسمح لجسم ما بالتحرك في مسار دائري ، يتغير الاتجاه باستمرار بحيث يكون هناك تغيير في السرعة مما يؤدي إلى تسارع الجسم. تتركز عجلة الجسم في حركة دائرية بشكل أساسي في مركز الدائرة. هذا النوع من التسارع يؤثر على الجاذبية.

في حركة الكوكب حول الشمس ، يمكننا أن نلاحظ كيف تسارع الجاذبية والجاذبية مرتبطة. يرجع تسارع الجاذبية إلى بذل قوة الجاذبية على الكوكب. ويرجع بذل جهد الجاذبية إلى تأثير الجاذبية على الجسم.

ملف: Aphelion.jpg - ويكيميديا ​​كومنز
تسارع الجاذبية المركزية وجاذبية حركة الكواكب
صورة ائتمانات: المشاعات ويكيميديا

هل العجلة المركزية تساوي الجاذبية؟

يمكن الإشارة إلى الجاذبية على أنها قوة الجاذبية المركزية التي تمارس على الجسم وهي تتحرك في مسار دائري. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك حركة قمر صناعي حول جرم سماوي. يرسمون مسارًا دائريًا حول الجسم السماوي. تعود الحركة الدائرية إلى قوة الجاذبية ، وبالتالي يكتسب القمر الصناعي تسارع الجاذبية.

بما أن الجاذبية تمارس على القمر الصناعي ليكون في حركة دائرية حول الجرم السماوي ، فإن الجاذبية هي نفسها قوة الجاذبية التي تمارس على القمر الصناعي. وبالتالي ، فإنه يوضح أن تسارع الجاذبية والجاذبية متساويان.

في جانب آخر ، يمكننا أن نقول أن التسارع الناتج عن الجاذبية وتسارع الجاذبية هو نفسه في مدار ثابت بالنسبة للأرض. وذلك لأن تسارع القمر الصناعي الذي يدور حول الأرض يتطابق تمامًا مع سرعة دوران الأرض.

تسارع الجاذبية والجاذبية
تسارع الجاذبية والجاذبية متساويان

عندما تساوي الجاذبية عجلة الجاذبية؟

إذا كان أي جسم يتحرك في مسار دائري ، يجب أن يكون هناك بعض التغيير في زاوية الكائن. يقال أنه إذا كانت قوة الجهد أكبر بكثير من التغير في التسارع ، فإن التسارع سيتركز بالكامل فوق المركز ويصبح مساويًا للجاذبية.

عندما يتم ممارسة قوة الجاذبية المركزية على الكائن ، فإن مسار الكائن لا يظل كمسار دائري منتظم ولكنه شكل بيضاوي. بما أننا نعلم أن مسار حركة الكواكب هو أيضًا بيضاوي إلى حد ما ، على سبيل المثال ، بيضاوي الشكل. يوضح أن تسارع الجاذبية والجاذبية متساويان عندما يكون هناك تغيير في الزاوية ، والمسار بيضاوي.

أوجه التشابه بين تسارع الجاذبية والجاذبية

نظرًا لأن الجاذبية تعتبر قوة جاذبة وينتج تسارع الجاذبية من قوة الجاذبية ، فإن كلا من تسارع الجاذبية والجاذبية يكونان متساويين عندما يكون الجسم تحت حركة دائرية منتظمة.

الفرق بين تسارع الجاذبية والجاذبية

على الرغم من أن الجاذبية تعمل كقوة جذب مركزي ، إلا أن هناك بعض الاختلاف بين تسارع الجاذبية والجاذبية. يتم سرد بعض الاختلافات بين تسارع الجاذبية والجاذبية أدناه.

الجاذبيةتسارع الجاذبية
تأتي الجاذبية من جميع الكتل مجتمعة بسبب الجاذبية.تسارع الجاذبية المركزية يرجع إلى الحركة الدائرية لجسم موجه نحو المركز الهندسي.
الجاذبية هي كيان مادي ثابت في بُعد خطي يصعب قياسه بدقة عالية.التسارع المركزي هو متغير لأن الاتجاه يتغير كثيرًا على طول المسار الدائري.
يمكن أن تنتج الجاذبية كلاً من الحركة الخطية وغير الخطية للكتل.يمكن أن ينتج عن تسارع الجاذبية المركزية فقط حركة غير خطية في مسار دائري.
تمنع قوة الجاذبية دائمًا السقوط الحر للجسم. لهذا السبب ، افترض أن أي جسم يسقط حرًا لا يتعرض لأي ضغط داخلي.يعمل تسارع الجاذبية المركزية على تحويل الجسم من خط العالم إلى المسار الخالي من القوة بحيث يتعرض الكائن لضغط داخلي.
الجاذبية تتناسب بشكل صارم مع الكتلة.لا تقتصر الجماهير على التناسب الصارم مع تسارع الجاذبية.
تتبع الجاذبية المسار الخالي من القوة والقصور الذاتي عبر الزمكان.يمنع التسارع المركزي الكائن من اتباع مسار بالقصور الذاتي وخالي من القوة عبر الزمكان.

أوجد الجاذبية باستخدام عجلة الجاذبية.

يرجع تسارع الجاذبية إلى تغير في سرعة الجسم في ظل حركة دائرية منتظمة تتركز فيها كتلة الجسم بأكملها باتجاه مركزه. ومن ثم لإيجاد عجلة الجاذبية المركزية ، علينا معرفة سرعة الجسم.

لنفترض أن v هي سرعة الجسم في مسار دائري نصف قطره r ؛ ثم ، يتم إعطاء تسارع الجاذبية

ac=v2/r

نظرًا لأن التسارع المركزي ناتج عن قوة الجاذبية التي تمارس على الجسم ، باستخدام قانون نيوتن الثاني F = ma ، يمكننا إعطاء قوة الجاذبية المركزية ،

Fc= بالسيارات2/r

نعلم أن الجاذبية يمكن أن تعمل أيضًا كقوة جذب مركزي حتى نتمكن من إعادة كتابة صيغة الجاذبية كما

حيث G هي ثابت قوة الجاذبية ، م1 وم2 هي الجماهير ، و r هو نصف القطر.

معادلة المعادلتين أعلاه نحصل عليها

لكن2/ ص = أc ؛ ثم يتم إعطاء معادلة الجاذبية بواسطة

هذه المعادلة صالحة فقط للأجسام الصغيرة.

ملف: Derivation-centripetal-Acceleration.svg - ويكيميديا ​​كومنز
تسارع الجاذبية المركزية لجسم ما
صورة ائتمانات: المشاعات ويكيميديا

كيف يوازن التسارع المركزي الجاذبية؟

الجاذبية هي القوة الأساسية للطبيعة التي تمارس على كل كائن على الأرض. وفي الوقت نفسه ، إذا تحدثنا عن تسارع الجاذبية ، والذي يرجع إلى قوة الجاذبية ، وهي شكل من أشكال القوة العامة التي تعمل على نظام الدوار. نظرًا لأن الأرض عبارة عن نظام دوار ، يجب أن يكون هناك توازن بين تسارع الجاذبية والجاذبية.

في علم الفلك ، تتطلب كل النجوم والكواكب بعض القوة لتتبع المسار الدائري الذي يجب أن يتناسب مع عجلة الجاذبية المركزية. يتم التحكم في هذه القوة عن طريق الجاذبية من خلال موازنة قوة الجاذبية وقوة الجاذبية بين الكوكب والنجوم السماوية. يتم الحصول على هذا التوازن بتقدير كتلة ونصف قطر النجوم والكواكب.

بنفس الطريقة ، يتم موازنة قوة الجاذبية من خلال قوة رد فعل تسمى قوة الطرد المركزي. ربما تكون قد جربتها إذا ركبت في أي وقت مضى على جولة مرح.

لعبة Merry-go-round ليست ملف مثال على قوة الجاذبية ولكنه مثال جيد على تسارع الجاذبية. أثناء الركوب على الدوامة ، يمكن للمرء أن يختبر قوة زائفة تدفع الشخص بعيدًا عن المركز. تعمل هذه القوة الفارة من المركز على موازنة التسارع المركزي والجاذبية في اتجاهين متعاكسين.

لماذا يتم توجيه التسارع الجاذب دائمًا نحو المركز؟

تسارع الجاذبية يسبب سرعة ثابتة للجسم تحت حركة دائرية. إذا لم يكن التسارع موجهًا نحو المركز ، فلن يكون جاذبًا.

في المسار الدائري ، يكون الاتجاه متغيرًا ، مما يؤدي إلى التسارع. ذكر نيوتن في قوانينه أن تسارع أي جسم يجب أن يكون في اتجاه صافي القوة. في مسار دائري ، تكون القوة الكلية المؤثرة على الجسم تجاه المركز. وبالتالي ، يتم توجيه التسارع الجاذب أيضًا نحو المركز.

لماذا التسارع المركزي ليس ثابتًا؟

في مسار دائري ، يمكن الحفاظ على التسارع الشعاعي ثابتًا ولكن ليس جاذبًا.

في معظم الحالات ، يكون المقدار ثابتًا ، لكن اتجاهه ليس ثابتًا طوال العملية. نظرًا لوجود تغيير متكرر في اتجاه الحركة على طول المسار الدائري ، فإن السرعة تتغير باستمرار ، مما يؤدي إلى تسريع الجسم. هذا التسارع يختلف مع السرعة مع تغير الاتجاه.

في الختام

دعونا نختتم هذا المنشور بالقول إن تسارع الجاذبية هو الجاذبية المرتبطة ببعضها البعض لأن السبب الرئيسي لتسارع الجاذبية هو قوة الجاذبية. في بعض السياقات ، يمكن الإشارة إلى الجاذبية على أنها قوة الجاذبية.

كيرثي مورثي

أنا Keerthi K Murthy ، لقد أكملت التخرج في الفيزياء ، مع التخصص في مجال فيزياء الجوامد. لطالما اعتبرت الفيزياء كموضوع أساسي مرتبط بحياتنا اليومية. كوني طالب علوم أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في الفيزياء. ككاتب ، هدفي هو الوصول إلى القراء بالطريقة المبسطة من خلال مقالاتي. تصلني - keerthikmurthy24@gmail.com

آخر المقالات

رابط إلى هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيدروكسيد الصوديوم عبارة عن قاعدة غير عضوية قوية ذات كتلة مولية 40 جم / مول. دعونا نناقش المزيد من هيدروكسيد الصوديوم في المقالة التالية. NaOH عبارة عن قاعدة معدنية قلوية ، لذا فإن طبيعة القاعدة قوية جدًا. إنه أيوني ...