☰ خطة العام · العلوم (بالعربية)

الجاذبية: قوى تعمل عن بُعد

الأسبوع 9 · الدرس الثالث «قوى الجاذبية»: قوى التلامس وقوى المجال ومجال جاذبية الأرض والمد والجزر والحركة المدارية والكتلة والوزن · 3 دروس
2

الجاذبية في كل مكان: الأرض والمد والجزر والمدارات

Science Prep 1 Term 1, Unit 2: pp. 47–54
الهدفأشرح أن كل الأجسام تتجاذب، وأستعمل الجاذبية لتفسير المد والجزر والمدارات.
كلمات جديدة
النيوتن (N) · وحدة قياس القوةالمد والجزر · ارتفاع مستوى البحر وانخفاضه، ويحدثان أساسًا بسبب جذب القمرالحركة المدارية · المسار المنحني لجسم يدور حول جسم آخر بفعل الجاذبية
الشرح

وجد إسحاق نيوتن أن كل الأجسام تتجاذب. والقوة بين جسمين متساوية ومتضادة على كل منهما. وتزداد بزيادة كتلتيهما وتضعف كلما ابتعدا عن بعضهما: فإذا تضاعفت المسافة صارت القوة أصغر أربع مرات (٢ × ٢). وبين الأجسام الصغيرة تكون القوة ضعيفة جدًا فلا نلاحظها. وتُقاس القوة بالنيوتن (N). ويجذب القمر الأرض ومحيطاتها فيحدث المد والجزر. وفي معظم الأماكن يحدث مدّان عاليان في اليوم تقريبًا، بينهما نحو ١٢ ساعة، وتحدث أكبر حالات المد عند المحاق والبدر. ويمكن أيضًا استعمال المد والجزر في توليد كهرباء متجددة. وتبقي الجاذبية القمر يدور حول الأرض والأرض تدور حول الشمس والأقمار الصناعية تدور حول الأرض: وهذه هي الحركة المدارية. ويتكوّن الثقب الأسود عندما ينهار نجم هائل الكتلة. وجاذبيته قوية إلى درجة أن الضوء نفسه لا يستطيع الإفلات منه.

أمثلة محلولة
جسم كتلته ٥ kg وجسم كتلته ٢٠ kg يجذب كل منهما الآخر. القوتان متساويتان ومتضادتان: فالجسم ٢٠ kg لا يجذب بقوة أكبر. لكن الجسم الأخف يتحرك بسهولة أكبر.
تضاعفت المسافة بين جسمين. تصبح القوة بينهما أصغر ٢ × ٢ = ٤ مرات. وإذا زادت ثلاثة أضعاف صارت أصغر ٣ × ٣ = ٩ مرات.
على الساحل يوجد عادةً مدّان عاليان وجزران في اليوم. يرتفع الماء وينخفض بسبب جذب القمر للمحيط. وتستغرق الدورة الواحدة أكثر من ١٢ ساعة بقليل.
نشاط الفصل

خريطة الجاذبية. ارسم الأرض دائرة وارسم أسهمًا تتجه إلى مركزها من أربعة أماكن مختلفة حولها. ثم ارسم القمر بعيدًا وسهمًا يبيّن جذبه للمحيط. اكتب جملة عن المد والجزر وجملة عن المدارات. وبمساعدة أحد الكبار ابحث عن صورة توضح كيف يولّد المد والجزر الكهرباء وصفها.

تدرّب
1
صارت المسافة بين جسمين ثلاثة أضعاف. كيف تتغير القوة بينهما؟
2
ما سبب المد والجزر؟
3
ما الذي يُبقي القمر يدور حول الأرض؟
4
ما الثقب الأسود؟