ما الذي يسبب تسارع الجاذبية: 7 حقائق يجب أن تعرفها


يشير مصطلح الجاذبية المركزية إلى "البحث عن المركز" ، ومن ثم يُشار إلى القوة التي يشعر بها عنصر يتحرك في دائرة باسم قوة الجاذبية المركزية.

يتم إحداث تسارع الجاذبية المركزية بواسطة قوى الجاذبية. أي حركة دائرية للقمر الصناعي حول جرم سماوي ، باستثناء دوران الأرض حول الشمس ، ناتجة عن قوة الجاذبية المركزية الناتجة عن الجاذبية المتبادلة بينهما.

كتوضيح ، عندما يقوم شخص ما بتدوير كرة معلقة بحبل أفقيًا فوق رأسه ، ينقل الحبل قوة جذب مركزية ناتجة عن عضلات اليد والذراع ، مما يتسبب في تحريك الكرة في حركة دائرية.

المسافة المقطوعة في الوضع الخاص للحركة الدائرية تساوي محيط الدائرة ، أو 2r ، حيث r هو نصف قطر الدائرة وهو ثابت رياضي. يُشار إلى الفترة بالحرف T وهو مقدار الوقت الذي يستغرقه كائن ما لإنهاء دوران كامل لمساره الدائري الخاص به.

اعتمادات الصورة "التسارع المركزي": ويكيميديا

ما هو تسارع الجاذبية؟

يُعرف التحول في السرعة بالتسارع. إذن كيف يشعر شيء ما يتحرك في دائرة بسرعة ثابتة بالتسارع؟ لكن السرعة والسرعة ليسا نفس الشيء تمامًا. السرعة هي ببساطة مدى السرعة التي تتحرك بها.

لأنه يفتقر إلى اتجاه ، فهو عددي. سرعتك واتجاهك هي سرعتك ، من ناحية أخرى. لها اتجاه ، مما يجعلها متجهًا. كتوضيح ، 3 ميل في الساعة هي سرعة ، لكن 3 ميل في الساعة جنوبًا هي سرعة.

يتغير اتجاه الجسم المتحرك في دائرة باستمرار ، وكذلك سرعته. بالإضافة إلى ذلك ، في أي وقت تتغير سرعة جسم ما ، حتى لو كانت في اتجاه واحد فقط بدلاً من كلاهما ، يجب أن يكون هذا الجسم سريعًا.

ما الذي يسبب حقائق التسارع المركزي؟

إذا أخذنا في الاعتبار حركة دائرية منتظمة ، يمكننا ملاحظة أن السرعة والفصل بين العنصر والمركز لا يتغيران ، مما يجعل تسارع الجاذبية ثابت كذلك.

متجه نصف القطر ، الذي يُزعم أساسًا أنه متصل بنصف قطر المسار الذي تحدث فيه الحركة الدائرية ، هو أحد العوامل التي يجب مراعاتها. المتجه هو تسارع الجاذبية الموجه ، أي أنه للداخل على طول نصف القطر هذا.

هناك تبعية لعجلة الجذب المركزي والعاملين الرئيسيين اللذين تعتمد عليهما هما السرعة العرضية والسرعة الزاوية للجسم تحت الحركة.

إذا أخذنا في الاعتبار الحركة الدائرية المنتظمة ، فإن الجاذبية المركزية تسارع لا يعتبر ناقلًا ثابتًا. والسبب هو أن السرعة والفصل بين الجسم المتحرك في المركز يظلان دائمًا ثابتًا.

المتجه ، أو متجه نصف القطر ، يتوافق مع نصف قطر الحركة الدائرية. يمثل المتجه اتجاه عجلة الجاذبية على طول نصف القطر هذا. ومن ثم فهي داخلية.

عندما يُنظر إلى r على أنه نصف القطر ، يُنظر إلى v على أنها السرعة العرضية ، ويُنظر إلى ac على أنه تسارع الجاذبية. غالبًا ما يكون لعجلة الجاذبية المركزية علامة سالبة في شكل متجه.

ما الذي يسبب تسارع الجاذبية؟

القوة العامة تسبب تسارع الجاذبية. إنه التوتر في الخيط الخاص بلعبة كرة التأرجح (أو كرة الحبل).

إنه سحب الجاذبية على القمر الصناعي. القوة الموجودة بين السيارة والدوران هي قوة الاحتكاك وتسمى أيضًا باسم قوة التجسير.

سيستمر الجسم في التحرك في مسار مستقيم متعامد مع الدائرة إذا أزلت هذه القوة ، والتي تزيل أيضًا عجلة الجذب المركزي.

ما الذي يسبب تسارع الجاذبية
اعتمادات صورة "الكرة المتأرجحة": ويكيميديا

ما هي العوامل التي تؤثر على تسارع الجاذبية؟

يعتبر نوع القوة المطلوبة لتحريك الجسم في حركة دائرية قوة الجاذبية. هناك ثلاثة عوامل رئيسية تؤثر على قوة الجاذبية وهي كما هي: كتلة الجسم ؛ سرعتها نصف قطر الدائرة.

عند السرعة العرضية الثابتة ونصف قطر المسار الدائري ، تكون قوة الجاذبية متناسبة خطيًا مع كتلة الجسم.

المنحدر = F / m = v² / r

عند الشعاع الثابت لمسار دائري وكتلة الجسم ، تكون قوة الجاذبية متناسبة طرديًا مع مربع المماس ● السرعة.

المنحدر = F / v² = م / ص

F = م ت XNUMX / ص

عند السرعة العرضية الثابتة وكتلة الجسم ، تتناسب قوة الجاذبية عكسيًا مع radius من المسار الدائري.

المنحدر = F r = m v²

ما القوة التي تسبب تسارع الجاذبية عندما تكون العملة ثابتة بالنسبة للصينية الدوارة؟

توجد قوة الاحتكاك الساكن الموجودة بين العملة المعدنية والصينية الدوارة بشكل أساسي عندما تكون العملة المعدنية والصينية الدوارة في حالة راحة فيما يتعلق ببعضهما البعض ، وتنتج بدورها تسارع الجاذبية الذي يدفع النظام في الحركة.

ما القوة التي تسبب التسارع الجاذب للسيارة عند دورانها؟

بشكل عام توجد قوة تسمى قوة الاحتكاك بين الإطار والطريق وهذا هو السبب الوحيد لتحرك السيارة في حركة دائرية. إذا لم يكن هناك احتكاك كافٍ ، ستتحرك السيارة في منحنى بنصف قطر أكبر وتنحرف عن الطريق.

لنفترض أننا نركز على سيارة معينة تقوم بعمل منحنى مصرفي محدد. نظرًا لأن كتلة السيارة ونصف قطر الدوران ثابتان ، فإن قوة الجاذبية المطلوبة لتدوير السيارة (mv2/ r) يعتمد على سرعته ؛ تتطلب السرعات الأعلى قوى جذب مركزي أكبر ، بينما تتطلب السرعات المنخفضة قوى جاذبية مركزية أصغر.

عند اتباع النمط الحسابي ، يتم تحديد مقدار قوة الجاذبية المركزية المطلوبة للسيارة لتتحول (المكون الأفقي للقوة العادية = mg tan θ) (نظرًا لأن كتلة السيارة وزاوية المنحنى هي معدلات ثابتة) . ويترتب على ذلك أن اكتشافنا للسرعة التي تتطابق فيها قوة الجاذبية المركزية المطلوبة لتدوير السيارة مع قوة الجاذبية المركزية الناتجة عن الطريق أمر منطقي.

وزن السيارة ، mg ، الذي يسحب السيارة لأسفل ، والقوة الطبيعية ، N ، التي تسببها الطريق ، والتي تدفع السيارة لأعلى ، هي القوى المؤثرة على السيارة عندما تكون على سطح مستو (غير مرتبط بالبنك).

لا يوجد أي مكون أفقي لأي من هاتين القوتين ، وكلاهما يعمل بشكل عمودي. بدون احتكاك ، لا توجد قوة يمكنها توليد قوة الجاذبية المركزية اللازمة لدفع السيارة في حركة دائرية ؛ السيارة لا تستطيع الدوران.

من ناحية أخرى ، القوة العادية ، التي تكون دائمًا عمودية على سطح الطريق ، لم تعد عمودية إذا كانت السيارة في منعطف مائل.

سيكون من الضروري أن تتحرك السيارة بالسرعة المناسبة فقط بحيث تكون قوة الجاذبية التي تتطلبها مساوية للقوة الموجودة بالفعل ، ولكنها ممكنة. حتى على الجليد الناعم تمامًا ، يمكن للسيارة أن تتنقل بأمان في منحنى بنك إذا تم قيادتها بالسرعة المناسبة فقط.

اعتمادات صورة "تسريع السيارة": ويكيميديا

ما الذي يسبب تسارع الجاذبية المركزية للإلكترون في ذرة الهيدروجين؟

توجد شحنة سالبة وموجبة ، فالإلكترون هو الشحنة السالبة وبالنسبة للنواة فهو الشحنة الموجبة. يتم توفير قوة الجاذبية المركزية اللازمة للإلكترونات للدوران حول النواة بواسطة هذه القوة الكهروستاتيكية.

اعتمادات الصورة "ذرة الهيدروجين": ويكيميديا

في الختام

تسارع الجاذبية له مقدار وهذا الحجم له اعتماد مباشر على السرعة العرضية والسرعة الزاوية. مع وضع كل هذه الحقائق في الاعتبار ، قد نستنتج الآن أن تسارع الجاذبية ناتج عن عدة عوامل أخرى ولكن هذين العاملين أيضًا. كما يعتبر التسارع المركزي هو الرقم القياسي.

كيرتانا سريكومار

مرحبًا ... أنا Keerthana Srikumar ، أتابع حاليًا درجة الدكتوراه. في الفيزياء ومجال تخصصي هو علم النانو. أكملت البكالوريوس والماجستير من كلية ستيلا ماريس وكلية لويولا على التوالي. لدي اهتمام كبير باستكشاف مهاراتي البحثية ولدي أيضًا القدرة على شرح موضوعات الفيزياء بطريقة أبسط. بصرف النظر عن الأكاديميين ، أحب قضاء وقتي في الموسيقى وقراءة الكتب. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/keerthana-s-91560920a/

آخر المقالات