Transcript استخدام قانون الجذب الكوني

‫ما العالقة بين الصور ؟‬
‫مدارات الكواكب واالقمار االصطناعية‬
‫استخدم نيوتن رسما ليوضح فكرة تجربة عن حركة األقمار االصطناعية فتخيل مدفعا يطلق قذيفة في‬
‫اتجاه افقي بسرعة معينة هذه القذيفة لها سرعة افقية وأخرى راسية ولذلك يكون مسارها قطعا‬
‫متكافئا ثم تسقط على األرض اذا زادت السرعة االفقية للقذيفة ف إنها ستقطع مسافة أطول على سطح‬
‫األرض ولكنها ستسقط في النهاية على سطحها اما اذا كان هناك مدفع ضخم تنطلق منه القذيفة‬
‫بسرعة كبيرة ف ان القذيفة ستسير المسافة كاملة حول األرض وتستمر في ذلك أي ان القذيفة‬
‫ستتحرك في مدار دائري حول األرض لقد اهملت فكرة تجربة نيوتن مق اومة الهواء المحيط باألرض‬
‫ولكي تتخلص القذيفة منه مق اومة الهواء يجب ان تطلق من مدفع على جبل ارتف اعه اكثر من‬
‫‪ 150km‬فوق سطح األرض وبالمق ارنة ف ان الجبل سيكون اعلى كثيرا من قمة افرست التي يبلغ‬
‫ارتف اعها ‪ 8.85km‬ان قذيفة تطلق من ارتف اع ‪ 150km‬لن تواجه مق اومة الهواء ألنها تكون‬
‫خارج معظم الغالف الجوي األرضي لذا ف ان قذيفة او قمرا اصطناعيا عند هذا االرتف اع سيدور في‬
‫مدار ثابت حول األرض ‪.‬‬
‫الزمن الدوري للقمر االصطناعي‬
‫مدار القمر االصطناعي حول األرض يشبه مدار كوكب حول الشمس وتعلم ان الزمن الدوري‬
‫للكوكب حول الشمس يعبر عنه بالعالقة ‪:‬‬
‫‪R2‬‬
‫‪Gm s‬‬
‫=‪T=2 π‬‬
‫لذا فان الزمن الدوري للقمر االصطناعي حول األرض يعبر عنه بالعالقة ‪:‬‬
‫‪R2‬‬
‫=‪T=2 π‬‬
‫‪Gm‬‬
‫‪E‬‬
‫يمكن استعمال معادلتي سرعة القمر االصطناعي وزمنه الدوري الي جسم اخر يتحرك في‬
‫مدار حول جسم ثان ويحل محل ‪ mE‬في المعادلتين كتلة الجسم االمركزي وستكون ‪ r‬المسافة‬
‫بين الجسم الذي يتحرك في مدار ومركز الجسم المركزي ان السرعى المدارية ‪ v‬والزمن‬
‫الدوري ‪ T‬مستقالن عن كتلة القمر االصطناعي فهل هناك أي عوامل تحد من كتلة القمر‬
‫االصطناعي ؟‬
‫كتلة القمر االصطناعي‬
‫يزودنا القمر االصطناعي الندسات ‪ 7‬بصور سطحية لألرض وتستعمل هذه الصور في رسم‬
‫الخرائط ودراسة استغالل األرض كما يقوم هذا القمر بعمل مسح للمصادر األرضية‬
‫والخامات والتغيرات التي تحدث على الكرة األرضية ويمكن تسريع مثل هذه األقمار‬
‫باستعمال الصواريخ التي تزودها بالسرعة المناسبة من اجل وضعها في مداراتها حول‬
‫األرض وكلما زادت كتلة القمر تطلب ذلك صاروخا اقوى اليصاله الى مداره ‪.‬‬
‫يوجه القمر االصطناعي الندسات‬
‫‪ 7‬عن بعد وكتلته ‪2200kg‬‬
‫ويدور حول األرض على ارتفاع‬
‫‪705kg‬‬
‫تسارع الجاذبية األرضية‬
‫يمكن إيجاد تسارع األجسام الناشئ عن الجاذبية األرضية بإستعمال‬
‫القانون الثاني لنيوتن وقانون الجذب الكوني ‪ ،‬وذلك من خالل تطبيق‬
‫المعادلة التالية علي الجسم الذي كتلته ‪ m‬ويسقط سقوطا ً حراً ‪:‬‬
‫الوزن وإنعدام الوزن‬
‫من الشكل التالي يكون رواد الفضاء في‬
‫حالة تدعي انعدام الوزن أو ‪zero – g‬‬
‫مجال الجاذبية‬
‫إن الكثير ن القوي هي قوي تماس فاإلحتكاك يتولد عند‬
‫تالمس جسمين ومن ذلك دفع األرض او الكرسي عليك‬
‫لكن الجاذبية مختلفة فهي تؤثر في التفاحة التي تسقط‬
‫من الشجرة وتؤثر في القمر أي ان الجاذبية تؤثر عن‬
‫بعد ‪ ،‬وهي تعمل بين اجسام غير متالمسة أو قد تكون‬
‫بعيدة وإنشغل نيوتن بذلك وكان يتسأل كيف تؤثر‬
‫الشمس بقوة في األرض البعيدة ؟‬
‫ولكن طور فراداي مفهوم الجاذبية فكل جسم له كتلة‬
‫محاط بمجال جاذبي يؤثر من خالله بقوة في أي جسم‬
‫آخر يوجد في ذلك المجال نتيجة التفاعل المتبادل بين‬
‫كتلته والمجال الجاذبي ‪ g‬ويوصف ذلك بما يلي ‪:‬‬
‫المجال الجاذبي يساوي ثابت الجذب‬
‫الكوني مضروباً في كتلة الجسم ‪ ،‬مقسوماً‬
‫علي مربع البعد عن مركز الجسم ويكون‬
‫اتجاهه في اتجاه مركز الكتلة ‪.‬‬
‫الشكل التالي يوضح كل المتجهات الممثلة‬
‫لمجال الجاذبية نحو مركز األرض ويضعف‬
‫المجال كلما ابتعدنا عن األرض ‪.‬‬
‫نوعا الكتلة‬
‫الكتلة ‪ :‬هي ميل المنحني في‬
‫الرسم البياني للقوة –‬
‫التسارع ‪.‬‬
‫أي أن الكتلةةةة هةةةةي نسةةةةبة مقةةةةدار القةةةةوة المحصةةةةلة‬
‫المؤثرة في جسم ما إلي مقدار تسارعه ويدعي هةذا‬
‫النةةةوع مةةةن الكتلةةةة المةةةرتبط بقصةةةور الجسةةةم بكتلةةةة‬
‫القصور وتمثل بالمعادلة التالية ‪:‬‬
‫كتلة القصور تساوي مقدار القوة المحصلة‬
‫المؤثرة في الجسم مقسومة علي مقدار‬
‫تسارعه ‪.‬‬
‫تقاس كتلة القصور بالتأثير بقوة في الجسم ثم‬
‫قياس تسارعه بإستعمال ميزان القصور كما‬
‫في الشكل التالي وكلما كانت كتلة الجسم أكبر‬
‫كان الجسم أقل تأثيراً بأي قوة ولذا كان‬
‫تسارعه أقل – وتعد كتلة القصور مقياسا ً‬
‫لممانعة أو مقاومة الجسم ألي نوع من أنواع‬
‫القوي المؤثرة فيه ‪.‬‬
‫قانون نيوتن في الجذب الكوني‬
‫يحتوي قانون نيوتن في الجذب الكوني علي كتلة غير أنهةا نةوع‬
‫آخر مةن الكتةل وتحةدد الكتلةة المسةتعملة فةي هةذا القةانون مقةدار‬
‫قةةةةةةوة الجاذبيةةةةةةة بةةةةةةين جسةةةةةةمين وتسةةةةةةمي كتلةةةةةةة الجاذبيةةةةةةة ‪.‬‬
‫ويمكةةن قياسةةها باسةةتعمال الميةةزان ذي الكفتةةين كمةةا فةةي الش ةكل‬
‫التالي‬
‫فإذا قست قوة الجذب المؤثرة في جسم من‬
‫جسم آخر كتلته ‪ m‬وعلي بعد ‪ r‬أمكنك تعريف‬
‫كتلة الجاذبية بالطريقة التالية‪:‬‬
‫كتلة الجاذبية لجسم ما تساوي مربع المسافة بين‬
‫الجسمين مضروبة في مقدار قوة الجاذبية بين‬
‫الجسمين مقسومة علي حاصل ضرب ثابت الجذب‬
‫الكوني في كتلة الجسم الثاني‬
‫اختالف نوع الكتلتين‬
‫إذا كان لديك بطيخة في أرضية صندوق السيارة فإذا تسارعت السيارة نحو األمام‬
‫فإن البطيخة ستتدحرج نحو الخلف بالنسبة للسيارة وهذا بسبب كتلة قصور البطيخة‬
‫التي تقاوم التسارع ‪ .‬ولكن إذا بدأت السيارة بصعود منحدر فإن البطيخة ستتدحرج‬
‫إلي خلف مرة أخري ولكنها ستنجذب هذه المرة بسبب كتلة الجاذبية نحو األسفل في‬
‫اتجاه األرض ‪ .‬وقد زعم نيوتن أن كتلة القصور وكتلة الجاذبية متساويتان من حيث‬
‫المقدار ‪ .‬وتسمي هذه الفرضية بمبدأ التكافؤ ‪.‬‬
‫اعداد الطالبات‬
‫جمانة‬
‫ساكو‬
‫عال‬
‫منشي‬
‫اسراء‬
‫قشقري‬
‫رنيم‬
‫جان‬
‫رهف‬
‫عبدالرشيد‬
‫دينا‬
‫حسن‬
‫روابي‬
‫المولد‬
‫رغد‬
‫منشي‬
‫خولة‬
‫منديلي‬
‫رنا‬
‫الحارثي‬
‫جنى‬
‫قرع‬