لماذا تأخذ هذا الشكل بالذات ؟؟

[أحمد الجابري]

أخي العزيز على حسب قانون نيوتن فأن اي جسمين ماديين تكون بينهما قوة تجاذب و يسمى هذا القانون بقانون الجاذبية العام لنيوتن :
F = G .m1 m2 /r2
ومن خلال هذا القانون نلاحظ ان القوة تتناسب طرديا مع الكتلتين (m1 m2 ) و عكسيا مع مربع المسافة بين الكتلتين (r2 ) .
G هو ثابت الجاذبية .
1. أذن ليست الأرض فقط التي تمتلك قوة الجاذبية حتى انا و انت واي جسم مادي . و لكن بسبب كتلة الارض الضخمة بالنسبة للأجسام المادية الأخرى الموجودة عليها فأنه لا تضهر قوة التجاذب بين الأجسام الأخرى لان القوة بين أي جسمين ماديين على سطح الأرض قليلة جدا مقارنة بين قوة التجاذب بين الكرة الأرضية و بين الجسم الأول وبين الكرة الأرضية وبين الجسم الثاني فيضلا الجسمان بالنسبة لبعضهما و كأنهما متسمران في الكرة الأرضية لا يستطيعان جذب بعضهما البعض اي ان القوة بينهما لا تسطيع ان تجعلهما يتحركا بأتجاه بعضهما البعض مثلما يحصل بين الجسم الساقط و الكرة الأرضية حيث أن قوة التجاذب بين الكرة الأرضية و الجسم ( وليست قوة جذب الأرض فقط) تجعل الجسم يتحرك نحو الأرض.
2. اذن أي كتلتين في الكون تكون بينهما قوة تجاذب و التفاحة التي سقطت فوق راس نيوتن ليست لأن الأرض جذبتها للأسفل و لكن لأن هناك قوة تجاذب متبادل بين التفاحة و الأرض فالتفاحة هي ايضا تجذب الكرة الأرضية ولكن بسبب كبر كتلة الكرة الارضية بالنسبة للتفاحة فأن التفاحة سوف تتجه الى الكرة الارضية .
3. وقد أخترع علم التفاضل و التكامل لتفسير هذه القوة وكانت احدى المشكلات المعقدة التي جابهت نيوتن هي أثبات أن الجسم الكروي يجذب الأجسام الأخرى اليه كما لو كانت كتلتله متمركزه في مركزه . بدون هذا الأثبات تظل نظرية الجاذبية بأكملها معتمدة على البداهة أكثر من أعتمادها على حسابات المضبوطه . فأذا اخذنا مثلا الحالة البسيطة , حالة سقوط تفاحة الأرض _ التي تكمن فيها الفكرة الأساسية للجاذبية كما يقول نيوتن فأننا سنتساءل : ( من المسافة بين الأرض والتفاحة ؟) هنا يأتي حساب التفاضل و التكامل . لقد أعتبر نيوتن أن الأرض مكونة من مجموعة من أحجام صغيرة جدا من المادة كل منها تجذب التفاحة حسب قانون التربيع العكسي للجاذبية ومن ثم جمع بعد ذلك قوة الجذب المختلفة وبين ان النتيجة النهائية مماثلة تماما للنتيجة التي يحصل عليها اذا أعتبر ان كتلة الأرض بأكملها تكمن في نقطة صغيرة في مركزها .
4. أذن قانون التربيع العكسي او( قانون الجذب العام لنيوتن ) هو قانون يصف الجذب بين اي جسمين ومن خلاله سوف نناقش فقدان الوزن و انعدامه .
5. لو أردنا حساب قوة الجذب بينك و بين الكرة الأرضية فسوف نعتبر ان m هي كتلتك و M هي كتلة الارض. و نعوض في القانون و نجد قيمة معينة تساوي وزنك على الارض حيث.
F = G .m M/r2
F = m g
m g = G . m M /r2
g = G . M /r2

6. الأن افترض انك ذهبت الى القمر سوف يقل وزنك . لماذا ؟؟ لأن كتلة القمر اقل من كتلة الارض و بالتالي عندما تعوض في القانون السابق من الطبيعي انه سوف تقل قوة الجاذبية .
7. الأن نفترض انك ذهبت الى كوكب اكبر من الارض ما الذي يحصل سوف يزيد وزنك لماذا ؟؟
8. الان نفترض انك كنت على سطح الأرض ( او على اي كوكب ) وقمت بالأرتفاع سوف يقل وزنك لماذا؟ لأن هناك تناسب عكسي بين قوة الجذب و المسافة بين الكتل . فكلما زادت المسافة قلت قوة الجذب ..
9. الأن نفترض انك ابتعدت مسافة كبيرة جدا جدا . ما الذي سيحصل عندما تقسم أي كمية على عدد كبير ؟ سوف تؤول الى الصفر. اي الى انعدام قوة الجذب المتبادلة ( او قوة الوزن)
10. لو كانت المسافة هي مالا نهاية فأن الوزن سوف يكون صفر. ( أي قيمة تقسيم مالانهاية تساوي الصفر )
11. أذن قانون الجذب العام لنيوتن يفسر التجاذب بين الأجسام و العوامل التي تؤثر في قوة الجذب و في فقدانها. و التي هي تساوي وزن الجسم في حالة حساب قوة التجاذب بين الأرض ( او الكوكب) و الجسم .
12. من خلال هذا القانون نجد وجود الهواء أو عدمه ليس له تأثير في الجاذبية . و فقدان الوزن في الفضاء وضحناه.
13. بالنسبة للسقوط الحر : نوضحه مرة أخرى بأفكار أخرى: لديك ميزان زنبركي لو علقت به ثقل سوف يتجه مؤشر الي قيمة معينة , اذا خفضنا الميزان و الثقل المعلق به الى الأسفل فأن المؤشر سوف لن يشير الى الوزن التام للثقل. بل أقل من ذلك بكثير . فأذا سقط الميزان الى الأسفل بحرية تامة و استطعنا أثناء سقوطه ان نتتبع حركة الؤشر لرأينا ان الثقل اثناء السقوط عديم الوزن و يقف المؤشر عند الصفر.
14. لتفسير هذه الظاهرة ان القوة التي يسحب بها الجسم خطاف الميزان او يضغط بها على قاعدته تسمى بالوزن . ان الجسم الساقط لا يسحب زنبرك الميزان بتاتا و ذلك لأن الزنبرك يسقط هو الأخر. و بالتالي هو فقد وزنه ( ظاهريا) أي تشبه شعور الشخص الواقف في مصعد نازل بفقدان الوزن. و لكن في الحقيقة وزن الثقل ليس صفرا لأن فقدان الوزن حقيقة يخضع للعوامل التي ذكرناها سابقا.
15. يقول جاليلو ( أننا نشعر بالحمل الموضوع على اكتافنا عندما نحاول منعه من السقوط ولكننا اذا تحركنا الى الأسفل بنفس سرعة سقوط الحمل الموضوع على أكتافنا فكيف يضغط علينا ويثقل كاهلنا ؟ أن ذلك سيكون تماما كما لو اردنا أن نصيب شخصا ما يركض امامنا بنفس السرعة التي نلاحقة نحن )
16. قانون نيوتن للجاذبية يتضمن قانون جاليلو للأجسام الساقطة سقوطا ذاتيا . حيث تعوض في قانون الجذب العام عن كتلة الجسم وعن كتلة الأرض ونختصر كتلة الجسم الساقط من الطرفين ( كما فعلنا في 5 ) وعليه فأن تسارع الجاذبية واحد لجميع الأجسام أثناء السقوط الطليق و بالطبع فأن قانون نيوتن اساسي أكثر من قانون جاليليو لأنه يتضمن نتائج جاليليو و الكثير من النتائج الأخرى .
17. أذن عند سقوط جسمين سقوط حر فأنهما يصلان في نفس الوقت وتكون لديهم نفس التسارع و لكن هذا لأ يعني أن اصبحا عديما الوزن . لأن فقدان الوزن هو ظاهري فقط. وليس حقيقي.
18. من خلال قانون نيوتن امكننا أيجاد عجلة الجاذبية لأي كوكب او جرم سماوي. واشياء كثيرة هامة .
19. واخيرا اريد ان أقول ان نيوتن لا يعتبر من كبار العباقرة ولو كان كل ما فعله هو انه قال ان سبب سقوط التفاحة هو وجود الجاذبية الأرضية ولكن لأن أخترع حساب التفاضل و التكامل و بأستخدام هذا العلم كشف نظام حركة الكون و اسس علم الميكانيك و البصريات.