ما هو قانون التربيع العكسي

قانون الجاذبية العالمية

في أواخر القرن السابع عشر نشر إسحق نيوتن قانون الجاذبية العالمية في كتابه المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية، والذي نص على أنّ الأجسام المادية تجذب بعضها بقوة تتناسب طرديًا مع مجموع كتلتيهما وعكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما، وقد تم اشتقاق هذا القانون من قوانين عالم الفلك يوهانس كيبلر، وقوانين نيوتن للحركة، وأكد نيوتن أنّ الجاذبية صفة عامة تنطبق على جميع الأجسام، وقد ساعد انتشار هذا القانون على حل مشاكل جمة في علم الفلك والديناميكا، كما استفاد العلماء منه لتفسير الظواهر المغناطيسية والكهربائية، والعديد من الظواهر الطبيعية المتعلقة بالجاذبية، وبناءً عليه تم التوصل إلى قانون التربيع العكسي، وفي هذا المقال سيتم التعرف على إجابة سؤال ما هو قانون التربيع العكسي.^[١]

ما هو قانون التربيع العكسي

بحلول القرن الثامن عشر الميلادي، تم قبول قانون الجاذبية الخاص بإسحاق نيوتن على نطاق واسع من قبل المجتمع العلمي، مما دفع العلماء لمزيد من الأبحاث للتوصل إلى قوانين تصف القوى بين جسمين مشحونين، وقد استطاع العالم الفرنسي شارل كولوم، كتابة تعبير رياضي يصف القوة الكهربائية الساكنة بين جسمين مشحونين، أحدهما يحمل الشحنة ش₁ والآخر ش₂ وُضعا على مسافة ف من بعضهما، فإنّ القوة المتبادلة (ق) بين الجسمين تتناسب طرديًا مع حاصل ضرب الشحنتين ش₁*ش₂، وعكسيًا مع مربع المسافة بينهما (1/ف)²، ومن خلال استخدام الثابت التناسبي ك يمكن كتابة قانون كولوم بالشكل التالي: ق= ك(ش₁*ش₂)/ف² حيث إنّ القوة بين الجسمين المشحونين تنخفض بسرعة عندما يتم فصلهما عن بعضهما البعض، وعند مضاعفة المسافة بينهما ، تقل قيمة القوة إلى الربع، وعندما تتضاعف المسافة ثلاثة أضعاف، تساوي القوة في هذه الحالة تسع القيمة الأصلية، وبالتوصل إلى هذه الصيغة تكون قد تمت إجابة السؤال: ما هو قانون التربيع العكسي.^[٢]

من المهم عند تطبيق قانون التربيع العكسي الأخذ بعين الاعتبار أنّ القوة الناشئة بين الجسمين هي كمية متجهة، أي أن القوة ق₂₁ وهي القوة المؤثرة على ش₁ من قبل ش₂، ولها عكس إشارة القوة ق₁₂ وهي المؤثرة على ش₂ من قبل ش₁، كما أنّ هناك قواعد عدة تحكم قانون كولوم، فهو ليس صيغة عامة كبقية القوانين يمكن تطبيقها في جميع الحالات، بل يتم تطبيقه في حال توافر بعض الشروط، ويمكن تطبيقه في حال توافرت النقاط الأساسية الآتية:^[٣]

• يتم تطبيقه في حال كانت الشحنات ساكنة.
• تعتبر هذه الصيغة سهلة الاستخدام في حال كانت الشحنات منتظمة الشكل، ويعتبر تطبيقه معقدًا في حال كانت الشحنات غير منظمة الشكل.
• تكون الصيغة قابلة للتطبيق في حال كانت الجزيئات المذيبة بين الجزيئات أكبر بمقدار كافي من كلتا الشحنتين.

تطبيقات على قانون التربيع العكسي

إنّ الفهم العميق لإجابة سؤال ما هو قانون التربيع العكسي، يؤدي إلى استنتاج أن أي نقطة مصدرية تنشر تأثيرها بالتساوي في كل الاتجاهات، تتبع طوعًا لهذا القانون، وبما أنّ قانون التربيع العكسي يعتبر قانونًا هندسيًا، حيث إنّ شدة التأثير في أي نصف قطر معين، هي قوة المصدر مقسومة على مساحة الكرة، فإنّه ينطبق على ظواهر علمية متعددة يطول الحديث عنها، وفيما يأتي ذكر لأبرز هذه الظواهر:^[٤]

• الجاذبية الأرضية.
• الإشعاع.
• الضوء.
• الصوت.
• الكهرباء.

المراجع

1. ↑ "Newton's Law of Universal Gravitation", www.encyclopedia.com, Retrieved 7-1-2020. Edited.
2. ↑ "Coulomb", www.encyclopedia.com, Retrieved 7-1-2020. Edited.
3. ↑ "Coulomb’s Law", www.toppr.com, Retrieved 7-1-2020. Edited.
4. ↑ "Inverse Square Law, General", hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, Retrieved 7-1-2020. Edited.