گرانش ...
![]() |
قانون گرانش جهانی
نیرویی که دو ذره به جرمهای m1 و m2 و به فاصله r ازهم به یکدیگر وارد میکنند، نیروی جاذبهای است که در امتداد خط واصل دو ذره اثر میکند و بزرگی آن برابر است با:
Gیک ثابت جهانی است و مقدار آن برای تمام زوج ذرات یکسان است. این قانون گرانش جهانی اسحاق نیوتن است. برای اینکه این قانون را خوب درک کنیم بعضی خصوصیات آن را یادآور میشویم:
- نیروهای گرانش میان دو ذره ، زوج نیروهای کنش - واکنش (عمل و عکس العمل) هستند. ذره اول نیرویی به ذره دوم وارد میکند که جهت آن به طرف ذره اول (جاذبه) و در امتداد خطی است که دو ذره را به هم وصل میکند. به همین ترتیب ذره دوم نیز نیرویی به ذره اول وارد میکند که جهت آن به طرف ذره دوم (جاذبه) و در متداد خط واصل دو ذره است. بزرگی این نیروها مساوی ولی جهت آنها خلاف یکدیگر است.
- ثابت جهانی G را نباید با g که شتاب ناشی از جاذبه گرانشی زمین روی یک جسم است اشتباه کرد. ثابت G دارای بعد L3/MT2 و یک کمیت نردهای است (عددثابتی است)، در حالی که g با بعد LT-2 یک کمیت برداری است ، که نه جهانی است و نه ثابت (در نقاط مختلف زمین بسته به فاصله تا مرکز زمین تغییر میکند).
با انجام آزمایشات دقیق میتوان مقدار G را بدست آورد. این کار را برای اولین بار لرد کاوندیش در سال 1798 انجام داد. در حال حاضر مقدار پذیرفته شده برای G برابر است با:
نیروی گرانش بزرگی که زمین به تمام اجسام نزدیک به سطحش وارد میکند، ناشی از جرم فوق العاده زیاد آن است. در واقع جرم زمین را میتوان با استفاده از قانون گرانش جهانی اسحاق نیوتن و مقدار محاسبه شده G در آزمایش کاوندیش تعیین کرد. به همین دلیل کاوندیش را نخستین کسی میدانند که زمین را وزن کرده است! جرم زمین را Me و جرم جسمی واقع بر سطح آنرا m میگیریم. داریم:
که Re شعاع زمین یا همان فاصله دو جسم از یکدیگر است. زیرا جرم زمین را در مرکز آن فرض میکنیم.
![]() |
گرانش و لختی
نیروی گرانش وارد بر هر جسم ، همانطور که در معادله F = Gm1m2/r2 مشخص است با جرم متناسب است. به دلیل وجود این تناسب میان نیروی گرانش و جرم است که ما معمولا نظریه گرانش را شاخهای از مکانیک میدانیم، در حالی که نظریه مربوط به دیگر نیروها (الکترومغناطیسی ، هستهای و ... )را جداگانه بررسی میکنیم. یک نتیجه مهم این تناسب آن است که ما میتوانیم جرم را با اندازه گیری نیروی گرانشی وارد بر آن (وزن آن) تعیین کنیم. برای اینکار از یک نیرو سنج استفاده میکنیم، یا نیروی گرانشی وارد بر یک جرم را با نیروی گرانشی وارد بر جرم استاندارد (مثلا وزنه یک کیلو گرمی) ، به کمک ترازو مقایسه میکنیم. به عبارت دیگر برای تعیین جرم جسمی ، آنرا وزن میکنیم.
اگر بخواهیم جسم ساکنی را روی یک سطح افقی بدون اصطکاک به جلو برانیم ، متوجه میشویم که... (ادامه مبحث در ادامه مطالب ببینید ...)
میدان گرانش
یک حقیقت اساسی درباره گرانش این است که دو جرم بر یکدیگر نیرو وارد میکنند. اگر بخواهیم میتوانیم این موضوع را بصورت تأثیر کنش مستقیم میان دو ذره در نظر بگیریم. این دیدگاه را کنش از راه دور مینامند. یعنی ذرات از راه دور و بدون اینکه باهم تماس داشته باشند روی هم اثر میگذارند. دیدگاه دیگر استفاده از مفهوم میدان است، که بنا به آن یک ذره جرم دار فضای اطرافش را طوری تغییر میدهد که در آن میدان گرانشی ایجاد میکند. این میدان بر هر ذره جرم داری که در آن قرار گیرد یک نیروی جاذبه گرانشی وارد میکند. بنابراین در تصور ما از نیروهای میان ذرات جرم دار ، میدان نقش واسطه ایفا میکند.
در مثال جرم زمین ، اگر جسمی را... (ادامه مبحث در ادامه مطالب ببینید ...)

















به نام یگانه فیزیکدان جهان خلقت و تنها آفریننده قوانین فیزیک...