كتلة القصور وكتلة الجاذبية
كتلة القصور
- من العلاقة بين القوة والتسارع:
F = m a
- وعليه فأن الكتلة:
m = F / a
- الكتلة هي نسبة مقدار القوة المحصلة المؤثرة في جسم ما إلى مقدار تسارعه.
- يسمى هذا النوع من الكتلة المرتبط بقصور الجسم كتلة القصور.
- تمثل كتلة القصور بالمعادلة الآتية:
- كتلة القصور تساوي مقدار القوة المحصلة المؤثرة في الجسم مقسومة على مقدار تسارعه.
- تُقاس كتلة القصور بالتأثير بقوة في الجسم ثم قياس تسارعه باستعمال ميزان القصور، ومنها الميزان الموضح في الشكل التالي.
- يُمكنك ميزان القصور من حساب كتلة القصور لجسم ما من خلال الزمن الدوري T لحركة الذهاب والإياب للجسم.
- تستعمل كتل معايرة كما في الشكل للحصول على منحنى بين T2 والكتلة، ثم يقاس الزمن الدوري للكتلة المجهولة التي يمكن معرفتها من الرسم.
- كلما كانت كتلة الجسم أكبر كان الجسم أقل تأثرًا بأي قوة، لذا يكون تسارعه أقل.
- تُعد كتلة القصور مقياسًا لممانعة أو مقاومة الجسم لأي نوع من أنواع القوى المؤثرة فيه.
كتلة الجاذبية
- يحتوي قانون نيوتن في الجذب الكوني على كتلة، غير أنها نوع آخر من الكتل.
- تحدد الكتلة المستعملة في هذا القانون مقدار قوة الجاذبية بين جسمين وتسمى كتلة الجاذبية.
- ويمكن قیاسها باستعمال الميزان ذي الكفتين كما في الشكل التالي:
- فإذا قست قوة الجذب المؤثرة في جسم من جسم آخر كتلته m، وعلى بعد r أمكنك تعريف كتلة الجاذبية بالطريقة الآتية:
- كتلة الجاذبية لجسم ما تساوي مربع المسافة بين الجسمين مضروبة في مقدار قوة الجاذبية بين الجسمين مقسومة على حاصل ضرب ثابت الجذب الكوني في كتلة الجسم الثاني.
الفرق بين كتلة القصور وكتلة الجاذبية
- افترض أن لديك بطيخة في أرضية صندوق سيارتك.
- فإذا تسارعت السيارة في اتجاه الأمام فإن البطيخة ستتدحرج إلى الخلف بالنسبة إلى السيارة، هذا بسبب كتلة قصور البطيخة التي تقاوم التسارع.
- الآن افترض أن السيارة بدأت صعود منحدر ، فإن البطيخة ستتدحرج إلى الخلف مرة أخرى ولكنها ستنجذب هذه المرة بسبب كتلة الجاذبية إلى أسفل في اتجاه الأرض.
- أعلن نيوتن أن كتلة القصور وكتلة الجاذبية متساويتان من حيث المقدار. وتُسمى هذه الفرضية مبدأ التكافؤ.
- كل التجارب التي أُجريت حتى الآن توصلت إلى نتائج تدعم صحة هذا المبــدأ.
- كان العالم ألبرت أينشتاين أيضًا مهتما بمبدأ التكافؤ وجعله نقطة رئيسة في نظريته عن الجاذبية.
