Question

ما هي أهمية ثابت الجذب الكوني G؟

ما هي أهمية تجربة كافندش لإيجاد ثابت الجذب الكوني G؟

Answer 1

أهمية ثابت الجذب الكوني G

- يمكن عن طريق ثابت الجذب الكوني:

(1) حساب كتلة الأرض.

(2) حساب كتلة الشمس.

(3) حساب قوة الجاذبية بين أي كتلتين

- تسمى تجربة كافندش أحيانًا (إيجاد كتلة الأرض)؛ لأنها ساعدت على حساب كتلة الأرض.

- بمعرفة قيمة الثابت G يمكن حساب كتلة الشمس أيضًا، إضافةً إلى حساب قوة الجاذبية بين أي كتلتين، وذلك بتطبيق قانون نيوتن في الجذب الكوني. 

- فمثلاً، قوة التجاذب بين كرتي بولنج كتلة كل منهما 7.26Kg والمسافة بين مركزيها 0.30m يمكن حسابها على النحو الآتي:

- تعلم أن وزن جسم كتلته m على سطح الأرض هو مقياس لقوة جذب الأرض له F_g = mg. 

- فإذا سميت كتلة الأرض m_E ونصف قطر الأرض r_E فإن :

- ينتج عن ذلك أن:

- يمكن إعادة كتابة هذه المعادلة بدلالة ، أي:

وبما أن:

 r_E = 6.38×100 m

 g = 9.80 m/s2

  G = 6.67x10^-11 N.m²/kg²

- فإننا نحصل على القيمة الآتية لكتلة الأرض:

- عندما تقارن كتلة الأرض بكتلة كرة البولنج تدرك لماذا لا تظهر بوضوح قوة التجاذب بين الأجسام التي نشاهدها في حياتنا اليومية. 

- لقد ساعدت تجربة كافندش على تحديد قيمة الثابت G، وأكدت توقعات نيوتن من حيث وجود قوة تجاذب بين أي جسمين، وساعدت أيضاً على حساب كتلة الأرض.