تسارع الجاذبية المركزية في القمر: سبع حقائق يجب أن تعرفها


يتم تعريف تسارع الجاذبية المركزية على أنه تساوي حركة الأداة ، التي تتقاطع مع مسار دائري. أي أداة تتحرك في دائرة بها متجه تسارع يصل ذروته فيما يتعلق بمركز تلك الدائرة يسمى تسارع الجاذبية.

يوصف تسارع الجاذبية على القمر "القمر يتحرك بشكل أسرع في اتجاه الأرض عبر قطر من الأرض إلى القمر. يُطلق على التسارع المطلوب للاحتفاظ بالجهاز (يوجد القمر هنا) المضي قدمًا في جميع أنحاء دائرة التسارع المركزي. تسارع الجاذبية دائمًا في الزوايا الصحيحة لسفر الأداة ".

هل يوجد تسارع الجاذبية على القمر؟

نعم ، يوجد تسارع الجاذبية على سطح القمر. تجاذب الجاذبية بين الأرض والقمر القمر في حلقة متصلة بالأرض. في هذه الحالة ، يمكننا استخدام قوة الجاذبية المركزية لقوة الجذب ، لكن قوة الجاذبية المركزية ليست قوة مجردة تحتفظ بالأدوات التي تسير في دائرة.

يتم التقاط القمر الذي يدور حول الأرض في حلقة دائرية بواسطة قوة الجاذبية الأرضية المستخدمة على القمر. لا تعمل قوة الجاذبية على القمر أبدًا لأن قوة الجاذبية المركزية تكون عمودية لمراقبة الحركة في كل مرة. ومن ثم لم يتم العمل.

 لنفترض أن كتلة القمر تبلغ حوالي 1.2٪ من كتلة الأرض. على عكس قوة الجاذبية المستخدمة على القمر ، فإن قوة الجاذبية التي استخدمتها الأرض على القمر مماثلة لقوة الجاذبية التي استخدمها القمر على الأرض.

Fالجاذبية الأرضية= GMm/R2 يعبر عن قوة الجاذبية. حيث M و M هي كتل الأجرام السماوية و R هي الفاصل بينهما. M و m متساويان في القوة عند الكتلتين ، F =GMm/R2

تسارع الجاذبية في القمر
تسارع الجاذبية المركزية في ائتمان صورة القمر: pixabay

لماذا يوجد تسارع الجاذبية على القمر؟

يوجد تسارع الجاذبية في القمر بسبب قوة الجاذبية التي تستخدمها الأرض على القمر. يدور القمر حول الأرض في حركة دائرية منتظمة نسبيًا. يمكن تحقيق هذه الحركة للقمر بسبب قوة الجاذبية على القمر التي توفر التسارع المركزي المطلوب للبقاء في المدار.

يدور القمر فوق الأرض بسبب قوة الجاذبية. كل حركة دائرية تفرض قوة الجاذبية. في حالة القمر ، الجذب أو الجاذبية هي قوة الجاذبية. إذا كان لدينا قمة دوارة ، فإن الضغط داخل الجافية من الروابط الجزيئية سيوفر قوة الجاذبية.

القمر لا يسقط فقط لأن قوة الجاذبية تنقلب في كل مرة على السرعة ، لذلك فهي تختلف في مراقبتها. هذا هو التقدير ، مع ذلك ، لأن الأرض والقمر كان من المفترض أن يكونا كتلتين نقطيتين وأن يكون المدار كرويًا بالكامل. تجعل الجاذبية الأرض والقمر يتشوهان بشكل معتدل.

تسارع الجاذبية في القمر
صورة تدور حول القمر حول الأرض: pixabay

هل للقمر والأرض نفس التسارع؟

لا ، ليس للقمر والأرض نفس التسارع. 

يتسارع القمر أكثر من تسارع الأرض لأن جاذبية الأرض تحافظ على القمر الذي يحيط بنا. إنه يحتفظ بإشراف متفاوت على سرعة القمر. هذا يعني أن الجاذبية تجمع القمر لتسريع كل الوقت. ومع ذلك ، بقيت سرعته ثابتة.

تبلغ قوة الجاذبية الخارجية للقمر 1/6 أو حوالي 1.6 متر في الثانية. الجاذبية الخارجية للقمر قوية لأنها أخف بكثير من الأرض. تتوافق الجاذبية الخارجية للجسم مع كتلته ولكنها تقابل بشكل تبادلي مربع نصف قطره.

يصل القمر ليكون قيادته أكثر تقدمًا بشكل ملحوظ من الأرض بشكل مفاجئ في نفس الوقت ، لذلك يجب أن يسافر بشكل أسرع. نفس القوة التي يتم تصويرها على الكتل غير المتشابهة ستولد تسارعًا يتناسب عكسًا مع الكتلة ، وبالتالي فإن كتلة الأرض الإضافية بمقدار 80 مرة تتسارع أصغر بمقدار 80 مرة من القمر ويجب أن تتحرك في مسار.

تسارع الجاذبية في القمر
الجاذبية الخارجية للقمر هائلة أكبر من رصيد صورة الأرض: pixabay

كيف يختلف تسارع الجاذبية على القمر عن الأرض؟

يتم تمثيل عجلة الجاذبية بواسطة أ = v2/r، وهذا التعبير يعتمد على سرعة القمر وهي معدومة am هو تسارع الجاذبية للقمر بسبب جاذبية الأرض ، ω هي السرعة الشعاعية ، Rm هو التشعب بين الأرض والقمر ، وهو 60 أصولا قطر الأرض. 

اسمحوا لي أن آخذ مثال التسارع الجاذبي على القمر ؛ لمعرفة تسارع الجاذبية المركزية للقمر أثناء دورانه حول الأرض ، يجب أن نحدد تواتر المدار. يمكننا بعد ذلك استخدام التردد لحساب مقدار السرعة. مثال على تسارع الجاذبية في الأرض هو أننا إذا قمنا بتشغيل سيارة حول دائرة ، فإن سيارتنا تتعرض لتسارع الجاذبية.

تسارع الجاذبية للقمر هو v2/r = 2.725 *10-3الآنسة2في حين أن عجلة الجاذبية المركزية للأرض تبلغ حوالي 0.03الآنسة2 . فترة الأرض الدوران هو يوم فلكي ، ويبلغ نصف القطر الاستوائي للأرض حوالي 6378 كم.

الرسوم التوضيحية المجانية للنظام الشمسي
تسارع الجاذبية للقمر أثناء دورانه حول الأرض رصيد الصورة: pixabay

احسب مقدار عجلة الجاذبية على القمر؟

للاحتفاظ بالأداة الذكية في دائرة ، يجب أن يرسم التسارع المركزي الأداة مقابل مركز الدائرة. حدق في القمر الذي يدور حول الأرض في الشكل التالي. يتم تسريع القمر فيما يتعلق بالأرض عبر نصف قطر من الأرض إلى القمر.

القمر يدور الأرض

دائمًا ما يكون العجلة المركزية متعامدة مع حركة الأداة ، وتصل تسارعها إلى ذروتها مقابل مركز الدائرة. تسارع الجاذبية ac مقدار مساوٍ لمربع سرعة الجسم v خلال قسم المدار بالتشعب r من الدائرة التي لها المركز إلى الجسم المتحرك ؛ الذي،

ac= الخامس2/r

 ترتبط السرعة الأفقية v للأداة التي تتحرك بالقرب من الدائرة ارتباطًا مباشرًا بالسرعة الشعاعية. أي v = ω × r. لذلك ، يمكننا أيضًا كتابة المعادلة أعلاه على النحو التالي

ac = v2/r=r)2/ ص = ω2r

سؤال مثال

بالنظر إلى أن القمر يسافر حول الأرض كل 27.3 يومًا تقريبًا وأن انفصاله عن مركز الأرض يبلغ 3.85 × 108 م ، فما هو القمر؟ تسارع الجاذبية?

يُعطى مقدار عجلة الجاذبية من خلال

ac=v2/r

المسافة التي يتحركها القمر خلال 27.3 يومًا هي d = 2πr = 2.41 * 109m.

علينا إيجاد سرعة القمر ، لذا حوّل 27.3 إلى ثانية

الخامس = د / (27.3 يومًا) = (د / (2.36 * 106 ث))

ومن ثم ، فإن سرعة القمر 

تسارع الجاذبية للقمر هو v2/r=

حساب عجلة الجاذبية للقمر باتجاه الأرض؟

أ = ت2/ r يعطي تسارع الجاذبية.

يعتمد هذا التعبير على سرعة القمر التي يمكن تحديدها. دعونا نعمل مع الصيغة

Ɛ رm = أm

am هل تسارع الجاذبية للقمر بسبب الجاذبية من الارض.

Rm = 604 = 60 × 6.4 × 106

= 384 × 106 م

كما نعلم ، فإن السرعة الزاوية

و T = 27.3 يوم = 27.3 × 24 × 60 × 60 ثانية = 2.358 × 106 ثانية

عن طريق استبدال القيم المذكورة أعلاه في معادلة التسريع 

am =

am = 0.00272 م / ث2

يوفر تسارع الجاذبية للقمر باتجاه الأرض = 0.00272 م / ث.

ماذا سيحدث إذا لم يكن هناك تسارع الجاذبية على القمر؟

  علاوة على ذلك ، يدور القمر حول الأرض في حركة مائلة بسبب تسارع الجاذبية قلب. في حالة إغفال قوة الجاذبية المركزية ، لن يكون القمر قادرًا على السير في مسار دائري وسينتقل في خط مستقيم متباعدًا إلى مدار القمر.

إذا لم تكن هناك قوة جاذبة تعمل على القمر ، فإن القمر سوف ينتقل خطيًا بدلاً من الدوران حول الأرض. بدون قوة الجاذبية المركزية ، يجب ألا يقوم القمر أبدًا بتعديل إشرافه. من الضروري وجود قوة جاذبة للحفاظ على حركة دائرية.

ومن ثم فهو عكس مراقبة الجاذبية عند خط الاستواء. عند أشعة الأرض ، إنها صفر. قوة الجاذبية هي القوة الداخلية الإلزامية التي تحافظ على الكتلة من السفر في خط مستقيم ؛ إنه مشابه في الحجم لقوة الطرد المركزي ولكن مع الإشارة العكسية.

في الختام

من قراءة الحقيقة المذكورة أعلاه ، خلصنا أخيرًا إلى أنه عندما يصادف القمر حركة دائرية موحدة ، فإن تسارع القمر والقوة المطلوبة للتحكم في الحركة لهما ارتباطات محددة. العجلة المركزية لها ارتباط مباشر مع مربع تسارع القمر.

ميغا BR

مرحبًا ، أنا Megha BR ، لقد أكملت ما بعد التخرج في فيزياء الحالة الصلبة ومتابعة B. Ed. أنا متحمس للفيزياء. ككاتبة أكاديمية ، هدفي هو الوصول إلى القراء بطريقة مبسطة من خلال مقالاتي. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/megha-br-08a129206

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 ...