هل يوجد قيمة لعجلة الجاذبية الأرضية؟

يهدف هذا المقال إلى بيان قيمة عجلة الجاذبية الأرضية مع تزويد القارئ بالعديد من التفاصيل حول مكتشف قانون الجاذبية، ويتطرق المقال كذلك إلى عدد كبير من المعلومات حول اختلاف قيمة الجاذبية في الكواكب بالنسبة إلى قيمتها على سطح الأرض، وذلك مع ذكر بعض الحقائق حول قوة الجاذبية، بالإضافة إلى أبرز فوائدها ومدى تأثيرها على صحة الإنسان أيضًا.

هل يوجد قيمة لعجلة الجاذبية الأرضية؟

تمكّن عُلماء الفيزياء من تحديد قيمة عجلة الجاذبية الأرضية، وهي تُساوي 9.8 م/ث2 تقريبًا، وتتأثر قيمة الجاذبية الأرضية بتغيّر الزمن وتغيّر الموقع الجغرافي؛ حيث تبلغ هذه القيمة 9.78 م/ث2 تقريبًا عند خط الاستواء، وتصل إلى 9.83 م/ث2 عند القطبين الشمالي والجنوبي، ويعود السبب في هذا الاختلاف إلى اختلاف كثافة القشرة الأرضية، بالإضافة إلى تغيّر ارتفاع البُقعة عن مُستوى سطح البحر.

من هو مكتشف قانون قيمة عجلة الجاذبية الأرضية؟

تمّ اكتشاف قانون الجذب العام من قبل العالم الإنجليزي إسحق نيوتن، وهو واحدٌ من أبرز عُلماء الفيزياء على الإطلاق، كما أن له الكثير من الاكتشافات والإسهامات في علم الفيزياء أيضًا، ومنها ما يأتي:

• تطوير حساب التكامل والتفاضل: تمكّن إسحق نيوتن من تطوير حساب التكامل والتفاضل Calculus، الذي يُعد لِبنة أساسية في دراسة الفيزياء والكيمياء وعلوم الاقتصاد، إلى جانب عدّة علوم أُخرى في الوقت الراهن.
• بناء أول تلسكوب عاكس: قام إسحق نيوتن بابتكار أول تلسكوب عاكس بعد العديد من الدراسات حول سلوك الضوء، ويُعد هذا النوع من التلسكوبات واحدًا من الأدوات الرئيسية في الدراسات الفلكية حتى الآن.
• وضع قوانين الحركة: استطاع إسحاق نيوتن وضع ثلاثة قوانين للحركة، ويتم استخدام هذه القوانين لوصف حركة الأشياء حتى يومنا هذا، وفيما يأتي بعضًا من تفاصيل هذه القوانين:
  • القصور الذاتي: يُعرف أول قوانين نيوتن للحركة باسم قانون القصور الذاتي، وينص على أن الجسم المُتحرك يبقى مُتحركًا على طول خط مُستقيم، والساكن يبقى ساكنًا ما لم تؤثر قوةً خارجيةً على حركته.
  • التسارع: ينص القانون الثاني من قوانين نيوتن للحركة بأن الجسم يتسارع عند تطبيق القوة عليه، ويحدث التسارع باتجاه القوة المُؤثرة، ويكون تأثيره أكبر عند انخفاض كتلة الجسم، ويُعرف التسارع بأنه مُعدل تغيّر سرعة الجسم.
  • الفعل ورد الفعل: نص القانون الثالث من قوانين إسحق نيوتن في الحركة على أنّ لكل فعل ردّ فعل يُساويه في القوة ويُعاكسه في الاتجاه.

هل قيمة الجاذبية الأرضية تختلف عن الجاذبية في الكواكب الأخرى؟

تختلف قيمة عجلة الجاذبية الأرضية عن الجاذبية في الكواكب الأُخرى داخل مجموعتنا الشمسية، ويحتوي الجدول الآتي على قيمة الجاذبيّة في كواكب المجموعة الشمسية، مع ذكر الكتلة والبعد عن الشمس لكلّ واحد من هذه الكواكب بالنّسبة إلى قيمة الجاذبيّة لكوكب الأرض وكتلته ووزنه على فرض أن قيمة الجاذبيّة والكُتلة والبعد للأرض تُساوي 1:

ما هي فوائد قوة الجاذبية الأرضية؟

للجاذبية الأرضية العديد من الفوائد المُهمة، وأبرزها الفوائد الآتية:

• جمع أنظمة المجموعة الشمسية: تجتمع كواكب المجموعة الشمسية وأجرامها على النظام المعروف؛ بسبب قوى الجاذبية التي تنشأ بينها؛ على الرغم من كون الجاذبية من أضعف أنواع القوى.
• منع الأجسام من الطيران: تمنع عجلة الجاذبية الأرضية الأجسام من الطفو في الهواء والطيران، وتقوم بسحب الأجسام إلى الأرض بالشكل الذي يضمن استمرار الحياة على النحو المَعروف.
• المُحافظة على الغلاف الجوي: تُسهم قوة الجاذبية الأرضية في المُحافظة على الغلاف الجوي، الذي يُحيط بكوكب الأرض ويضمن بقاء الهواء الكافي ليتنفسه البشر، بالإضافة إلى الأهمية الكبيرة للغلاف الجوي في الوقاية من الأشعة الضارّة.

هل يؤثر فقدان الجاذبية الأرضية على صحة الإنسان؟

تتأثر صحة الإنسان بشكل سلبي في حالة فقدان الجاذبية الأرضية، وتحتوي القائمة الآتية على بعض من أبرز هذه الآثار السلبية:

• التقليل من إطلاق الناقلات العصبية: تنخفض قدرة الدماغ على إطلاق النواقل العصبية عندما تغيب الجاذبية؛ بسبب الضغط الكبير الذي يتعرض إليه في هذه الحالة نتيجةً لانحباس الدم.
• صعوبات التعلّم: يُعاني روّاد الفضاء من صعوبات في التعلّم عند عودتهم؛ بسبب غياب الجاذبية خارج كوكب الأرض أو انخفاضها بشكل كبير، ورُبما يكون السبب في ذلك ضعف إطلاق الناقلات العصبية كما سبق.
• انخفاض كثافة العظام: تنخفض كثافة العظام عند روّاد الفضاء بنسبة تزيد على 1% شهريًا، وذلك نتيجةً لعدم عمل الخلايا المسؤولة عن تكوين العظام على النحو الصحيح، مع تنشيط الخلايا التي تؤدي إلى تدهور العظام عند غياب الجاذبية.
• مشاكل العضلات: وجد باحثون أن هُناك العديد من العضلات التي لا يُمكنها التكيّف مع اختفاء الجاذبية، الأمر الذي يؤدي إلى شعور رائدي الفضاء بالعديد من الآلام؛ ومنها عضلة مولتيفيدوس.
• ضعف الخلايا التائية: تقوم الخلايا التائية بمُقاومة الكثير من الأمراض التي يتعرض إليها الجسم؛ مثل نزلات البرد والإنتان، وتضعف وظائف هذه الخلايا عند غياب الجاذبية، وهذا يعني أن الجاذبية مُهمة للمُحافظة على عمل جهاز المناعة.
• عدم انتظام نبضات القلب: تُشير بعض الأبحاث إلى أن غياب الجاذبية يؤثر على عمل الخلايا التي تنقل الكهرباء إلى القلب، ويؤدي ذلك إلى زيادة خطورة الإصابة بأمراض اختلال نظم القلب واضطرابها عند روّاد الفضاء.
• زيادة الضغط في الدماغ: يؤدي غياب عجلة الجاذبية الأرضية إلى احتباس الدم في الجزء العلوي من جسم الإنسان، وهو ما يتسبب بزيادة الضغط في منطقة الدماغ.
• مشاكل الدورة الدموية: تتأثر الدورة الدموية بشكل سلبي عند المُغادرة إلى الفضاء؛ بسبب غياب الجاذبية وزيادة نسبة الإشعاعات، وهو ما يزيد من خطورة إصابة روّاد الفضاء بـ النوبات القلبية في وقتٍ لاحقٍ من حياتهم.

كيف تؤثر قوة الجاذبية على الرياح؟

تلعب عجلة الجاذبية الأرضية دورًا أساسيًا في المُحافظة على الهواء داخل الغلاف الجوي لكوكب الأرض وتمنع انتقاله إلى الفضاء بشكل كبير، وتقوم الجاذبية بسحب الهواء إلى سطح الأرض، ثم يتعرض هذا الهواء إلى ضغط إضافي بسبب الهواء الذي يعلوه؛ ممّا يؤدي إلى ارتفاع كثافته، وتنخفض كثافة الهواء القريب من سطح الأرض فيما بعد بسبب الاختلافات في درجات الحرارة، وينتج عن ذلك حركة الهواء إلى الأعلى على نحوٍ مُستمرٍ فوق اليابسة والمياه، ويتسبب ذلك بزيادة نشاط حركة الرياح، كما أن هُناك عدّة عوامل أُخرى تؤثر على سرعة حركة الرياح أيضًا؛ ومنها: الضغط والكثافة ودوران الأرض.

ما هي أبرز الحقائق حول قوة الجاذبية؟

توجد العديد من الحقائق حول قوى الجاذبية بين الأجسام المُختلفة، وأبرزها الحقائق الآتية:

• نشوء قوة الجاذبية بين أي جسمين: لا تقتصر قوة الجاذبية على جذب الأرض للأجسام نحو مركزها؛ وإنّما تنشأ هذه القوة بين أيّ جسمين؛ ومن ذلك قوة الجاذبية بين الشمس والأرض، وقوة الجاذبية بين كرتين، وقوة الجاذبية بيننا وبين الأرض.
• تأثير الجاذبية على مُختلف الأجرام الفضائية: تتأثر جميع الكواكب والمجرات بقوة الجاذبية، وكذلك تتأثر المقذوفات والأقمار الصناعية التي يُطلقها الإنسان بهذا النوع من أنواع القوة أيضًا.
• قوة الجاذبية ضعيفة: تُعد قوى الجاذبية أضعف القوى الطبيعية الأربعة  المعروفة لدى عُلماء الفيزياء حتى الآن، لكنها أكثر القوى الطبيعية سيطرةً على نظام المجموعة الشمسية كما سبق.
• تناسب قوة الجاذبية عكسيًا مع المسافة: تؤدي زيادة مُربع المسافة بين الأجسام التي تنشأ بينها قوة الجاذبية إلى انخفاض قيمة هذه القوة، وهذا بناءً على قانون الجاذبية.
• تناسب طردي بين الجاذبية والكتلة: تزداد قيمة الجاذبية بين الأجسام عندما تزداد كتلة هذه الأجسام، وتصعب مُلاحظة قوة الجاذبية بين الجسمين ما لم يكن أحدهما ذو كتلة كبيرة مُقابل كتلة الآخر.

إلى أيّ نوع من أنواع القوة تنتمي الجاذبية؟

تنتمي قوة عجلة الجاذبية الأرضية إلى القوى غير الاتصالية، وهي القوى التي تؤثر على الأجسام دون الحاجة إلى وجود تلامس بينها، ولهذا النوع من القوى ثلاثة أقسام إلى جانب الجاذبية، وهي الأقسام الآتية:

• القوة الكهرومغناطيسية: استطاع العالم الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل توضيح ماهية القوة الكهرومغناطيسية خلال القرن التاسع عشر، وهي من أنواع القوة التي تؤثر على الأجسام بالتنافر أو التجاذب؛ بسبب الشحنات الكهربائية أو الأقطاب المغناطيسية.
• القوة النووية القوية: تُعد القوة النووية القوية أكبر القوى الطبيعية شدّةً على الإطلاق، وهي القوة التي تربط الكواركات معًا في الذرة لتشكيل البروتونات والنيوترونات.
• القوة النووية الضعيفة: تظهر القوة النووية الضعيفة ضمن مسافات مُتناهية في الصغر، وهي أكبر قوة من الجاذبية، وتتسبب هذه القوة بتحويل البروتونات إلى نيوترونات والعكس أثناء الاضمحلال النووي.

اقرأ/ي أيضًا:

هل الأرض كروية؟

هل الأرض كوكب؟

هل طبقات الأرض أربعة؟

هل الأرض هي ثالث أقرب كوكب للشمس؟