قانون جاذبه نیوتن

جاذبه یا به عبارت دقیقتر نیروی جاذبه نیرویی است که دو جسم را به طرف هم می کشد

جاذبه یا به عبارت دقیقتر نیروی جاذبه نیرویی است که دو جسم را به طرف هم می‌کشد. این نیرو بین اجسام بزرگتر قویتر است. هر چه فاصله اجسام از هم بیشتر باشد، ضعیفتر عمل می‌کند. نیروی جاذبه زمین همه اشیاء سطح خود و یا نزدیک به سطح خود را به طرف مرکز خود می‌کشد. هرگاه یک توپ را به هوا پرتاب کنیم، توپ به زمین بر می‌گردد، این نیروی جاذبه است که آن را به طرف پایین می‌کشد و هر چه توپ را با نیروی بیشتری به هوا پرتاب کنیم، با همان نیرو به طرف زمین بر می‌گردد، و البته اگر بتوانیم با قدرت کافی آنرا پرتاب کنیم، می‌تواند از نیروی جاذبه زمین جدا شده و به فضا برود. برای بدست آوردن چنین نیرویی، به نیروی رانش موتور یک موشک نیاز داریم.

● قانون نیوتن

فرضیه‌های اسحاق نیوتن در سال ۱۶۸۷ در کتابش با عنوان اصول ریاضی در فلسفه طبیعی منتشر شد. در این اثر ، او قانون عمومی جاذبه‌اش را اعلام کرد که در این جهان برای دو جرم کاربرد دارد. اسحاق نیوتن چنین محاسبه کرد که قدرت نیروی جاذبه میان ۲ جسم به سه عامل بستگی دارد: جرم آن دو جسم و فاصله میان مراکزشان. با فرمولهای ریاضی ، این قانون چنین بیان می‌شود:

F = Gm۱m۲/r۲

که F قدرت نیروی جاذبه ، m۲ ، m۱ دو جرم و r فاصله میان مراکز دو جرم و G عدد ثابت یا ثابت عمومی جاذبه است. قانون عمومی جاذبه نشان می‌دهد که هر چه جرم دو جسم بیشتر و فاصله‌شان کمتر باشد، آنها بیشتر به طرف یکدیگر کشیده می‌شوند. رابطه آنها تحت تأثیر قانون عکس مجذور قرار دارد، که بیان می‌کند کشش میان دو جسم با مجذور فاصله آنها کاهش می‌یابد. اگر زمین دو برابر مسافت فعلی از خورشید فاصله داشت، شدت نیروی جاذبه میان این دو جسم یک چهارم می‌شد. اگر زمین ۵ برابر فاصله کنونی از خورشید دورتر بود، نیروی جاذبه ۲۵ برابر کاهش می‌یافت.

● پایداری و فرار در میدان جاذبه

این نیروی جاذبه زمین است که یک ماهواره را در مدار زمین نگه می‌دارد. سرعت لازم برای رفتن به مدار اطراف ماه ۲۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت (۱۷۵۰۰ مایل در ساعت) است. خارج شدن از مدار زمین و به فضا رفتن نیازمند سرعت بیشتری است که آن را سرعت گریز از نیروی می‌نامند.سرعت گریز از نیروی جاذبه زمین ۴۰۳۲۰ کیلومتر در ساعت (۲۵۰۰۰ مایل در ساعت) است. چون نیروی جاذبه هر یک از سیارات و همچنین ماه با سیاره دیگر متفاوت است.

برای مثال ، سرعت گریز از جاذبه ماه یک پنجم سرعت گریز از جاذبه زمین است. کاوشگری که از نیروی جاذبه زمین فرار می‌کند، در مدار خورشید باقی می‌ماند و این بخاطر نیروی جاذبه خورشید است. این کاوشگر اگر بخواهد از منظومه شمسی خارج شود، باید سرعتی متناسب با سرعت گریز از جاذبه خورشید داشته باشد.

● سرعت فرار سیارات

▪ زحل ۱۲۹۶۰۰ کیلومتر در ساعت (۸۰۴۰۰ مایل در ساعت)

▪ عطارد ۱۵۴۸۰ کیلومتر در ساعت (۹۶۰۰ مایل در ساعت)

▪ سیاره اورانوس ۷۵۶۰۰ کیلومتر در ساعت (۴۷۰۰۰ مایل در ساعت)

▪ زهره ۳۷۴۴۰ کیلومتر در ساعت (۲۳۲۰۰ مایل در ساعت)

▪ زمین ۴۰۳۲۰ کیلومتر در ساعت (۲۵۰۰۰ مایل در ساعت)

▪ نپتون ۶۸۴۰۰ کیلومتر در ساعت (۵۳۶۰۰ مایل در ساعت)

▪ مریخ ۱۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت (۱۱۲۰۰ مایل در ساعت)

▪ پلوتون ۳۶۰۰ کیلومتر در ساعت (۲۲۰۰ مایل در ساعت)

▪ مشتری ۲۱۶۰۰۰ کیلومتر در ساعت (۱۳۴۰۰۰ مایل در ساعت)

▪ ماه ۸۰۶۴ کیلومتر بر ساعت (۵۰۰۰ مایل بر ساعت )

http://daneshnameh.roshd.ir