نبذة عن مكتشف قانون الجاذبية

الجاذبية الأرضية

تعد ظاهرة سقوط الأجسام نحو الأرض عند قذفها للأعلى من الحقائق التي أدركها الإنسان منذ وقت طويل ولكنه لم يدرك السبب وراء ذلك، وبمعنى آخر تجذب الأرض الأجسام بالقرب من سطحها لنفسها، وتُعرف هذه الظاهرة باسم الجاذبية الأرضية وهي قوة تجاذب بين الأجسام المختلفة تنتج من كتلها وتعمل على بقاء جميع الأجسام ثابتة في مكانها أو تعود إلى محور الجاذبية بعد سقوطها من أماكن مرتفعة، ومصطلح الوزن هو مصطلح آخر لقوة الجاذبية، فمقدار الوزن مثلًا يمثل مقدار قوة الجذب بين الجسم وبين الأرض، وفي هذا المقال سيتم الحديث عن مكتشف قانون الجاذبية^[١].

مكتشف قانون الجاذبية

إسحق نيوتن أو السير إسحق نيوتن، عالم الفيزياء والرياضيات ومن أبرز الشخصيات التي ذاع صيتها في الثورة العلمية في القرن السابع عشر، وهو عالم إنجليزي ولد في إنجلترا عام 1643م وحيدًا لأبيه المزارع إسحاق الذي توفي قبل ولادته بثلاثة أشهر، عاش نيوتن مع جدته لأمه بعد أن تزوجت والدته وهو في عمر الثلاث سنوات، وعاد نيوتن للعيش مع والدته بعد أن توفي زوجها وهو في سن الثانية عشر عامًا، أكمل نيوتن تعليمه في مدرسة الملك غرانثام وقيل أنه لم يكن متفوقًا آنذاك، ثم التحق في كلية ترينتي كامبردج وتخرج بدرجة البكالوريوس في القانون عام 1665م دون تميز أو تكريم، وفي وقت لاحق حصل على درجة الماجستير في الآداب، وأُجبر نيوتن على البقاء في منزله في الفترة التي أغلقت فيها كامبردج بسبب انتشار مرض الطاعون فبدأ قراءة كتب الرياضيات والفيزياء والبصريات وعلم الفلك وتأمُل ما تعلمه في أوقات فراغه وفي تلك الأوقات حدث ما يسمى أسطورة تفاحة نيوتن التي قادته إلى اكتشاف الجاذبية الأرضية^[٢].

للعالم السير مكتشف قانون الجاذبية إنجازات واكتشافات بارزة في الفيزياء والرياضيات منها اكتشاف العدسات العاكسة للتلسكوبات وابتكار طريقة حساب التفاضل والتكامل، تأسيس نظريته للضوء واللون، تطوير فكرة الجاذبية الأرضية وقوانين نيوتن في الحركة وقوانين حركة الكواكب - التي أدت في النهاية إلى نشر كتابه الشهير Principia في الفيزياء ونظريته عن الجاذبية الأرضية عام 1687^[٣].

على الرغم من شهرة العالم مكتشف قانون الجاذبية إلا أنّ حياته لم تكن مثالية حيث إنّه لم يتزوج قط ولم يكن له أصدقاء كثيرون، كما عانى مرارًا من انهيار عصبي في سنواته الأخيرة وفي عام 1727م توفي مكتشف قانون الجاذبية ودُفن في دير وستمنستر^[٢].

أسطورة تفاحة نيوتن

لطالما ارتبط اسم العالم نيوتن بقصة سقوط التفاحة، حيث تقول الأسطورة أنّه في القرن السابع عشر بين عامي 1665م و1667م، بينما كان نيوتن جالسًا في بستان التفاح سقطت تفاحة -ولا يوجد دليل أنها أصابت رأسه- مما دفعه إلى التساؤل عن سبب سقوطها مباشرة على الأرض وليس بزاوية أو من الجوانب أو للأعلى وظل حائرًا يفكر في السبب وراء ذلك إلى أن أُلهم فجأة بنظرية الجاذبية وبعدها بدأ استكشاف نظريات الحركة والجاذبية، وفي عام 1726 شارك نيوتن - مكتشف قانون الجاذبية - حكاية التفاح مع ويليام ستوكي، الذي أدرجها في "مذكرات حياة السير إسحاق نيوتن"، وواصلت شجرة التفاح الشهيرة نموها في وولستورب مانور بعد وفاة نيوتن^[٤].

ماهو قانون الجاذبية الأرضية؟

وضع مكتشف قانون الجاذبية عام 1666م قانونًا عرف باسمه – قانون نيوتن للجاذبية الأرضية – ونُشر هذا القانون عام 1687م، حيث يصف هذا القانون العلاقة بين قوة الجاذبية وكل من كتل الأجسام والمسافة بينهما ^[٥]وينص على أن: "أي جسمان في الفضاء يجذبان بعضهما البعض بقوة تتناسب طرديًا مع حاصل ضرب كتلتيهما، وعكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما"، وتكون القوة الجاذبة كبيرة بالنسبة للأجسام الكبيرة التي تدور حول بعضها البعض، مثل القمر والأرض وصغيرة بين الأجسام التي كتلها صغيرة حيث تزداد هذه القوة بازدياد كتل هذه الأجسام^[٦].
تكون القوة الجاذبة كبيرة عندما تكون المسافة بين الأجسام قليلة وتقل بازدياد المسافة بين الأجسام، فيجذب كل جسم في الكون جسم آخر بقوة قابلة للقياس -مهما كانت طفيفة- وتتناسب هذه القوة وفقًا لقانون نيوتن^[٦]:

• طرديًا مع كتل الجسمين.
• عكسيًا مع مربع المسافة بين الأجسام.

وتقاس قوة جاذبية الكواكب أو الأقمار للأجسام على سطحها بوزنها، ولذلك فإنّ هناك خفة لحركة رائد الفضاء على سطح القمر بالرغم من أنّه يلبس بدلة الفضاء الثقيلة ويعود السبب في ذلك أنّ قوة الجذب على سطح الأرض أكبر منها على سطح القمر^[٧].

أما عن العلاقة الرياضية لقانون الجاذبية الأرضية فيمكن ذكرها كالآتي:

القوة = ثابت الجاذبية الأرضية * كتلة الجسم الأول * كتلة الجسم الثاني / مربع المسافة بين الجسمين.

ويشار إليها بالرموز:

ق= ج*ك₁ * ك₂ / ف².

حيث تقاس القوة بوحدة نيوتن، والكتلة بوحدة الكيلوغرام، أما المسافة فتقاس بالمتر، وثابت الجاذبية الأرضية بين الكتل ويساوي 6.672 * 10^-11 نيوتن.م² / كغ^[٧].

مظاهر و تأثيرات الجاذبية الأرضية

بعد التعرف على مكتشف قانون الجاذبية ةعلى قانون الجاذبية بالعموم، يمكن القول بأنّ للجاذبية الأرضية مظاهر وتأثيرات على الأجسام يمكن ملاحظتها على سطح الأرض وفي الغلاف الجوي حول الأرض، ومنها^[٨]:

• سقوط الأجسام نحو الأرض.
• المحافظة على الغلاف الجوي؛ إذ تمنع قوة الجاذبية هروب جزيئات الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي.
• بقاء الأرض في مسار ثابت أثناء دورانها حول الشمس الأمر الذي يؤدي إلى شعور الإنسان بالارتياح لعلمه أن كوكب الأرض لن يذهب إلى الشمس في أي وقت قريب.
• الحفاظ على توازن جسم الإنسان وأعضائه وعدم حدوث أي خلل مثل عملية ابتلاع الطعام وانتقاله إلى المعدة.
• ظاهرة المد والجزر التي تحدث تكرارًا، ويمكن عن طريقها زيادة منسوب المياه في البحار والمحيطات.
• يستفاد من انجذاب الماء إلى سطح الأرض و اختلاف الارتفاعات على سطح الأرض في عملية توزيع المياه على المدن.

المراجع

1. ↑ "?What Is Gravity", www.livescience.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "Isaac Newton", www.history.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
3. ↑ "Isaac Newton Biography", www.livescience.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
4. ↑ "?Did an apple really fall on Isaac Newton’s head", www.history.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
5. ↑ "Top 10 Isaac Newton Inventions", science.howstuffworks.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
6. ^ ^{أ ب} "Newton's Law of Gravity", www.thoughtco.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.
7. ^ ^{أ ب} "Gravity", en.m.wikipedia.org, Retrieved 20-11-2019. Edited.
8. ↑ "Gravity", www.wikiwand.com, Retrieved 20-11-2019. Edited.