حركة الكواكب والجاذبية

كتابة - آخر تحديث: ٠٥:٥١ ، ١٦ مايو ٢٠١٧
حركة الكواكب والجاذبية

الجاذبية

كان المعتقد السائد قديماً هو أنّ الكواكب، والشمس، والأقمار تدور جميعها حول كوكب الأرض إلى حين قدوم العالم كوبيرنيكوس الذي ضحد هذه النظرية، ومن بعده جاء الفلكي تايكو براهي عام 1560م، والذي اكتشف باستخدام بعض الأجهزة وملاحظة ظاهرة كسوف الشمس أنّ الشمس والقمر يدوران حول الأرض، وأنّ الكواكب الأخرى تدور حول الشمس، وفي هذا المقال سنعرفكم على حركة الكواكب والجاذبية بينها بشكل أكبر.


حركة الكواكب والجاذبية

لتوضيح كيفية حركة الكواكب، والجاذبية فيما بينها لا بد من التطرق إلى بعض القوانين الفيزيائية التي ساهمت في توضيح هذه الظواهر، وشرحها، وهي كالآتي:


قوانين كبلر

  • قانون كبلر الأول: ينص هذا القانون على أنّ مدارات الكواكب إهليجية الشكل، وبالتالي فإنّ الشمس تكون في واحدة من البؤر الإهليجية، وتدور بشكلٍ غير دائري وفي قطاع ناقص.
  • قانون كبلر الثاني: ينص هذا القانون على أنّ سرعة الكواكب تزداد عندما تقترب من الشمس، والعكس صحيح، وهذا يعني أنّ مساحة المثلثين المتشكلين بين كلٍّ من الشمس وقوس المسافات من الكوكبين تتساوى.
  • قانون كبلر الثالث: تيبن من خلال هذا القانون أنّ تربيع النسبة بين الزمن الدوري لأي كوكبين حول الشمس، يكون مساوٍ لتكعيب النسبة بين متوسط بعدهما عن الشمس، وبكلمات أخرى فإنّه من الممكن ان نقول إنّ تربيع الفترة المدارية للكوكب يكون متناسباً مع نصف المحور الأساسي للمدار الخاص به.
ملاحظة: من الجدير بالقول إنّه يتم تطبيق كلٍّ من القانون الأول والثاني لكبلر على كوكب ومنفرد فقط، أما بالنسبة للقانون الثالث فإنّه من الممكن تطبيقه على مجموعة من الكواكب التي تتحرك حول جسم معين.


قانون نيوتن للجاذبية

بدأ العالم نيوتن دراسته بخصوص الجاذبية بين الأجسام والكواكب بعد نشر نتائج كبلر بخمس وأربعين سنة، وأصدر قانونه الخاص بالجذب الكوني، والذي ينص على أنّ الأجسام تقوم بجذب أجسامٍ أخرى بقوة تتناسب بشكلٍ طردي مع ناتج ضرب كتلتها، وعكسياً مع تربيع المسافة بينها، ويتم تمثيل ذلك باستخدام العلاقة الآتية: (F= G ((m1*m2)/r2)، حيث إنّ (m1) هي الكتلة الأولى، و(m2) هي الكتلة الثانية، و(r) هي مربع المسافة بين الكتلتين، و(G) هو ثابت.


العلاقة بين قانون نيوتن وقانون كبلر الثالث

من الممكن الجمع بين قانون كبلر الثالث وقانون نيوتن للجذب الكوني باستخدام علاقة رياضية وفيزيائة لوصف حركة الكواكب والتجاذب بينها، وهي كالآتي: (F= mp*ac)، حيث إنّ (F) هي القوة، و(mp) هي كتلة الكوكب، أما (ac</sub) فهي محصلة التسارع المركزي للكوكب.


على فرض أنّ مسار الكوكب هو دائري الشكل، فمن الممكن استبدال (ac</sub) بقيمتها المركزية وسيصبح القانون على الشكل الآتي: (F= mp4(PI)2r / T2)، وبمساواة هذا القانون مع قانون الجذب الكوني السابق فإنّ النتيجة ستكون كالآتي: (T=2PI * sqr(r3/Gms)