قانون الجاذبية الأرضية

بواسطة: - آخر تحديث: ١٣:٤٨ ، ٢٤ مارس ٢٠١٦
قانون الجاذبية الأرضية

الجاذبية الأرضية

جاذبية كوكب الأرض ويُطلق عليها الجاذبية الأرضية، هي أحد المفاهيم الفيزيائيّة، ويُرمز لها بالحرف g، وتُعبّر عن مقدار التسارع الذي يعطيه سطح الأرض للأجسام والمواد الواقعة ضمن مجاله، وتُقاس قيمة تسارع الجاذبية الأرضية ب م/ ث^2 حسب النظام العالمي للوحدات SI، وتُقدّر قيمة التسارع 9.81 م/ث2.


قانون الجاذبية الأرضية

توجد علاقة رياضيّة خطيّة بين وزن الجسم وكتلته، وقيمة التسارع المقاسة، ومقدار الجاذبية الأرضية يضيف قيمةً لكتلة الجسم؛ حيث إنّ وزن جسم ما على الأرض أو بالقرب منها؛ أي ضمن مجالها = كتلة ذلك الجسم × ثابت الجاذبية الأرضية، وقيمة هذا الثابت تحديداً = 9.80665 m/s2، وقد أثبت نيوتن أنّ مقدار الجاذبية يقلّ كلما ارتفعنا إلى أعلى وبالتالي يقل وزن الجسم، فوزن جسم ما في الفضاء أقل بكثير من وزن جسم على سطح الأرض.


خط العرض

أُثبت علمياً بأنّ مقدار الجاذبية الأرضية أقل من باقي المناطق على سطح الأرض عند خط الاستواء، ويرجع السبب إلى دوران الأرض؛ فيولّد دوران الأرض قوى طرد مركزية، ومن المعلوم أنّ كوكب الأرض يولّد قوة جذب مركزية تساعد على ثبات الأجسام وحفظها على السطح، وحفظ السطح أيضاً وبالتالي يدور السطح وجميع أجزاء الكرة الأرضية معه؛ فإذا توقّفت الأرض عن الدوران لثواني معدودة سوف تطير جميع أجزاء الكرة الأرضية باتّجاه حركتها حسب قوانين نيوتن لوصف الحركة، ونتيجة التوقّف عن الحركة تعتمد على صنف التوقّف، والتوقّف نوعان:

  • التوقّف المغزلي: ويسبّب تطاير جميع الأجسام نحو الأمام وبمقدار سرعة مختلفة وتعتمد على دوائر العرض.
  • التوقّف عن الدوران نحو الشّمس: ويسبّب تطاير جميع الأجسام نحو الفضاء الخارجي وبمقدار سرعة ثابتة تقريباً وتساوي سرعة دوران الأرض حول الشّمس.


إنّ دوران الأرض حول نفسها يُنتج قوى طرد مركزية معاكسة لقوة الجاذبية الأرضية، وتزداد قيمة هذه القوى كلما اقتربنا لخط الاستواء، وتقل قيمتها كلما ابتعدنا عنه واتّجهنا للأقطاب.


الجاذبية الأرضية والارتفاع

تتناقص قيمة الجاذبية الأرضية بشكلٍ ملحوظ كلّما اتّجهنا إلى الأعلى إلى أن تتلاشى وتقترب قيمتها من الصفر في الفضاء الخارجي، والعلاقة الرياضية الخطّية التالية توضّح مقدار تناقص الجاذبية الأرضية مع الارتفاع: الجاذبية الأرضية المقاسة على ارتفاع معيّن فوق سطح البحر = الجاذبية القياسية × (( نصف قطر دوران الأرض )/ ( نصف قطر دوران الأرض + الارتفاع ))^2.


وممّا يُثبّت هذه العلاقة أنّ الجاذبية خارج سطح الأرض ومجاله؛ أي الغلاف الجوّي معدومة بحيث تتطاير الأجسام دون قوّة جذب إلى السطح عند الخروج للفضاء.