تعتمد قوة الجاذبية بين جسمين على

تعتمد قوة الجاذبية بين جسمين على، الجاذبية (من فعل جَذَبَ) وتعرف أيضاً باسم الثَقالة (من فعل ثَقُلَ) هي ظاهرة طبيعية يتم بواسطتها تحريك وانجذاب كل الأشياء من الكتلة أو الطاقة -بما في ذلك الكواكب والنجوم والمجرات وحتى الضوء نحو بعضها البعض. 

على الأرض، تعطي الجاذبية ثقلاً للأجسام المادية (الوزن)، وجاذبية القمر تسبب المد والجزر في المحيط. تسبب الانجذاب الجاذبي للمادة الغازية الأصلية الموجودة في الكون في البدء في الاندماج النووي، وتكوين النجوم -وتجميع النجوم معًا في مجرات- لذا فإن الجاذبية مسؤولة عن العديد من الهياكل الواسعة النطاق في الكون. على الرغم من ذلك فإن آثار الجاذبية تصبح أضعف بشكل متزايد على الأشياء البعيدة.

فالوزن على سبيل المثال هو القوة التي تحدثها الجاذبية محدثة الانجذاب بين الأرض والجسم المعني وهي تساوي جداء تسارع الجاذبية في كتلة الجسم. وكان أول من وضع نظرية للجاذبية هو الفيزيائي المعروف إسحاق نيوتن وبقيت هذه النظرية صامدة حتى تم استبدالها من قبل أينشتاين بنظرية النسبية العامة لكن معادلة نيوتن تبقى صحيحة وأكثر عملية عندما نتحدث عن حقول جاذبية ضعيفة كإرسال المركبات الفضائية والتطبيقات الهندسية الإنشائية مثل بناء الجسور المعلقة.

انتشر مصطلح الجاذبية الأرضية مبكراً كون فكرة التجاذب كانت راسخة حسب النظرة النيوتنية، لاحقاً انتشر مصطلحي الجاذبية كتعميم لظاهرة التجاذب بين أي جسمين، ومصطلح ثقالة المشتق من الثقل وهو أكثر دلالة على مفهوم نظرية النسبية للثقالة حيث تعتبر النسبية الثقالة أو الجاذبية مجرد التواء في الزمكان وليس هناك من أي تجاذب بين الأجسام.

 بشكل عام قد يكون من الأنسب استخدام مصطلح «جاذبية» في إطار الميكانيكا الكلاسيكية في حين يستخدم مصطلح «ثقالة» في إطار النسبية العامة.

الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية

الجاذبية في الميكانيكا الكلاسيكية هي قوة تؤثر على الأجسام بناءً على كتلتها ومسافتها من جسم يمتلك كتلة أخرى. وفقًا لنظرية الجاذبية الكلاسيكية التي وضعها العالم الفيزيائي إسحاق نيوتن، يتأثر الجسمان بجاذبية بعضهما البعض بمقدار يتناسب عكسيًا مع مربع المسافة بينهما ويتناسب مباشرة مع حاصل ضرب كتلتي الجسمين.

يُمكن تعبير القوة المؤثرة بين جسمين باستخدام قانون نيوتن للجاذبية، والذي يعطي العلاقة بين القوة (F) وكتلة الجسمين (m1 و m2) والمسافة بينهما (r) بالصيغة التالية:

F = G * ((m1 * m2) / r^2)

حيث أن G هي ثابت الجاذبية العالمي وتساوي حوالي 6.674 × 10^-11 نيوتن متر مربع كيلوغرام مربع.

وبموجب هذا القانون، تكون الجاذبية قوة جذب تعمل بين جميع الأجسام في الكون، وتؤثر على حركتها وتشكل الأساس لفهم الحركة الكوكبية وحركة الأجرام السماوية الأخرى في الميكانيكا الكلاسيكية.

تاريخ نظرية الجاذبية

نظرية الجاذبية هي واحدة من أقدم النظريات العلمية في الفيزياء وتعود إلى العديد من العلماء والفلاسفة على مر العصور. ومع ذلك، فإن النظرية الحديثة للجاذبية التي تعتمد على مفهوم المجال الجاذبي وتتضمن النظرية النسبية لألبرت أينشتاين تعتبر الأكثر شهرة واستخداماً حالياً.

في عام 1687، قدم العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن نظريته للجاذبية في كتابه "القوى الجديدة". ووفقاً لنظرية نيوتن، يتمتع جسم بكتلة بقوة جذب تعمل على جذب أي جسم آخر نحو مركز كتلته. هذه القوة تعتبر قوة جذبية وتعتبر قوة عامة تنطبق على جميع الأجسام بغض النظر عن كتلتها أو خصائصها.

مع تطور الفيزياء والبحوث العلمية، تطورت نظرية الجاذبية بشكل كبير. في بداية القرن العشرين، قدم ألبرت أينشتاين نظريته النسبية العامة للجاذبية في عام 1915. هذه النظرية تقدم مفهومًا جديدًا للجاذبية يستند إلى فكرة أن الكتلة والطاقة يمكن أن تؤثر على هيكل الزمكان وتحدث انحناءات فيه. بموجب نظرية أينشتاين، يعتبر الجسم الضخم مثل الكواكب أو النجوم تحدث تشوهًا في الزمكان حوله، ويتحرك الأجسام الأخرى على مسارات منحنية بالتأثير الجاذب لهذا التشوه.

نظرية الجاذبية النسبية العامة تعتبر النظرية الأكثر دقة حتى الآن في شرح الجاذبية وتوافقت مع العديد من التجارب والملاحظات الفيزيائية. وقد استخدمت هذه النظرية لشرح الظواهر المراقبة في الكون، مثل حركة الكواكب والنجوم، والانحناءات الضوئية حول الكتل الضخمة، والثقوب السوداء، والتوسع الكوني.

قد يستمر تطور نظرية الجاذبية في المستقبل مع تقدم البحوث والتجارب العلمية الجديدة.

تعتمد قوة الجاذبية بين جسمين على

قوة الجاذبية بين جسمين تعتمد على اثنين من العوامل الرئيسية:

1. كتلة الجسمين: كلما زادت كتلة الجسمين، زادت قوة الجاذبية بينهما. الكتلة هي المقياس الرئيسي لكمية المادة الموجودة في الجسم، وتقاس عادة بالكيلوجرامات (كجم).
2. المسافة بين الجسمين: كلما قلت المسافة بين الجسمين، زادت قوة الجاذبية بينهما. القوة تنحو إلى الزيادة عندما يقترب الجسمان، وتنحو إلى الانخفاض عندما يبتعدون عن بعضهما البعض. المسافة بين الجسمين تقاس عادة بالأمتار (م) أو بوحدات أخرى من الطول.

قوة الجاذبية بين جسمين يمكن حسابها باستخدام قانون الجاذبية العام، المعروف أيضًا بقانون نيوتن للجاذبية. يقول هذا القانون إن قوة الجاذبية متناسبة مع حاصل ضرب كتلة الجسمين وعكس مربع المسافة بينهما. بشكل رياضي، يمكن تمثيل ذلك كالتالي:

F = G * (m1 * m2) / r^2

حيث:

• F هي قوة الجاذبية بين الجسمين.
• G هو ثابت الجاذبية العام، ويساوي حوالي 6.67430 × 10^-11 N(m/kg)^2.
• m1 و m2 هما كتلة الجسمين.
• r هو المسافة بين الجسمين.

من خلال هذا القانون، يمكننا حساب قوة الجاذبية بين جسمين معروفتي الكتلة والمسافة بينهما.