مجال الجاذبية The Gravitational Field
- أن الكثير من القوى هي قوى تماس، فالاحتكاك يتولد عند تلامس جسمين، ومن ذلك دفع الأرض أو الكرسي عليك. لكن الجاذبية مختلفة؛ فهي تؤثر في التفاحة التي تسقط من الشجرة، وتؤثر في القمر. أي أن الجاذبية تؤثر عن بعد، وهي تعمل بين أجسام غير متلامسة، أو قد تكون بعيدة. وقد انشغل نيوتن بذلك وكان يتساءل: كيف تؤثر الشمس بقوة في الأرض البعيدة؟
- جاء الجواب عن هذا التساؤل من خلال دراسة المغناطيسية.
- ففي القرن التاسع عشر طوّر فارادي مفهوم المجال لتفسير كيفية جذب المغناطيس للأشياء. ثم طبق مبدأ المجال على الجاذبية.
- فكل جسم له كتلة محاط بمجال جاذبي يؤثر من خلاله بقوة في أي جسم آخر يوجد في ذلك المجال نتيجة التفاعل المتبادل بين كتلته والمجال الجاذبي g.
- يوصف المجال الجاذبي بالمعادلة الآتية:
- المجال الجاذبي يساوي ثابت الجذب الكوني مضروباً في كتلة الجسم، مقسوماً على مربع البعد عن مركز الجسم. ويكون اتجاهه في اتجاه مركز الكتلة.
- افترض أن هناك مجالاً جاذبيًّا ناتجاً عن الشمس، فإن أي كوكب كتلته m سيخضع لقوة تؤثر فيه، تعتمد على كتلة الكوكب ومقدار المجال في ذلك المكان؛ أي F = mg في اتجاه الشمس.
- تنتج القوة بسبب تفاعل كتلة الكوكب مع المجال الجاذبي في مكان وجود الكوكب وليس مع الشمس نفسها التي تبعد ملايين الكيلومترات.
- إذا أردنا إيجاد المجال الجاذبي الذي يسببه أكثر من جسم فيجب حساب المجال الجاذبي لكل جسم، ثم تُجمع جمعاً اتجاهيًّا.
- يمكن حساب مجال الجاذبية بوضع جسم كتلته m في المجال، ثم تقاس القوة المؤثرة فيه، وتقسم القوة F على الكتلة m ، كما في العلاقة الآتية : g = F/m، حيث يُقاس المجال الجاذبي بوحدة N/kg التي تساوي أيضًا m/s2 .
- إن شدة المجال الجاذبي عند سطح الأرض تساوي 9.80N/kg في اتجاه مركز الأرض.
- يمكن تمثيل المجال بمتجه طوله g و يشير إلى مركز الجسم الذي يُنتج هذا المجال.
- يمكنك تصور مجال الأرض بمجموعة من المتجهات تحيط بالأرض وتشير إلى مركزها،.
- يتناسب المجال عكسياً مع مربع البعد عن مركز الأرض، كما يعتمد على كتلة الأرض لا على كتلة الجسم.
