تبلیغات
اسطرلاب
اسطرلاب

جادوی گرانش (1)

در دنیای فیزیک ما با دو مفهوم وزن و جرم مواجه هستیم.
جرم هر شی مقدار ماده تشکیل دهنده آن است و جسمی که دارای جرم است از یک کمیت به نام اینرسی برخوردار است.
اگر شما در یک سفینه فضایی در خارج از مدار زمین و بین سایر ستاره ها در حال حرکت باشید و از یک ترازو برای مشاهده وزن خود استفاده کنید با چه عددی روبرو میشوید؟؟ صفر! بله... صفر! یعنی شما بی وزن شده اید. حتی دوست شما در آن سفینه نیز دچار بی وزنی شده است! ولی آیا این به معنای بی جرم شدن شما است؟؟ مسلما خیر! زیرا اگر شما بخواهید که دوستتان را جابجا کنید و  یا از حرکت باز نگه دارید نیاز به صرف نیرو دارید و باید بر اینرسی ناشی از جرم او غلبه کنید ...( ادامه مطلب)

اگر یک سنگ را در بین دستان خود جابجا کنید، احساس خواهید کرد که این جسم هم تمایل دارد که حرکت داشته باشید و هم تمایل دارد که از حرکت باز بایستد.
آنچه که جرم در حال سکون را متمایل به حفظ حالت سکون میکند و جسم در حال حرکت را متمایل به حفظ حرکت میکند، اینرسی نام دارد. و جرم یک جسم کمیتی است که با آن اینرسی مشخص میشود.
اما وزن یک مفهوم کاملا متفاوت دارد. هر جسم دارای جرم در این عالم به جسم دارای جرم دیگر نیرو وارد میکند و آنرا به سمت خود جذب میکند. این اصل قانون گرانش عمومی نام دارد.
مقدار این جاذبه به جرم اجسام و فاصله آنها از هم بستگی دارد. در باره اجسامی که به طور روزمره با آنها در ارتباط هستیم این مقدار گرانش و جاذبه قابل صرف نظر کردن است ولی در مورد اجسام بزرگتری همچون زمین و انسان نتنها از این نیرو نمیتوان صرف نظر کرد، بلکه میتوان مقدار آنرا محاسبه کرد. اما چگونه؟ با کمک یک ترازو! شما با ایستادن بر روی یک ترازو میتوانید مقدار نیروی وارده از زمین بر خودتان را مشاهده کنید! این نیرو وزن نام دارد و به همین روش شما میتوانید مقدار آنرا در سایر سیارات نیز محاسبه کنید.
اگر شما در یک سفینه فضایی در خارج از مدار زمین و بین سایر ستاره ها در حال حرکت باشید و از یک ترازو برای مشاهده وزن خود استفاده کنید با چه عددی روبرو میشوید؟؟ صفر! بله... صفر! یعنی شما بی وزن شده اید. حتی دوست شما در آن سفینه نیز دچار بی وزنی شده است! ولی آیا این به معنای بی جرم شدن شما است؟؟ مسلما خیر! زیرا اگر شما بخواهید که دوستتان را جابجا کنید و یا از حرکت باز نگه دارید نیاز به صرف نیرو دارید و باید بر اینرسی ناشی از جرم او غلبه کنید.
همانطور که اشاره شد وزن شما حاصل  نیروی وارده از طرف جسمی که بر روی آن قرار دارید بر شماست. این نیروی گرانشی به عوامل مختلف و ساده ای بستگی دارد.در واقع برای محاسبه مقدار گرانش وارده از طرف دو جسم به یکدیگر جرم و فاصله آن دو از یکدیگر موثر هستند. یعنی نیروی گرانشی سیاره ای که دو برابر یک سیارک جرم دارد، دوبرابر است و یا نیروی گرانشی یک ستاره ای که نیمی از جرم خورشید را دارد، نصف نیروی گرانش خورشید است. در مورد فاصله نیز به همین صورت است با این تفاوت که توان دوم فاصله در این نیرو اثر میگذارد. یعنی اگر فاصله سیارکی از زمین دوبرابر شود، گرانش وارد از زمین به آن سیارک یک چهارم خواهد شد و اگر زمین نیمی از فاصله کنونی اش به خورشید را داشت، گرانش وارده از طرف خورشید بر زمین چهار برابر میشد.
اگر بخواهیم نتایج ازمایشات فوق را در یک رابطه ریاضی بیان کنیم به صورت زیر نوشته میشود:
F ~ mM/r*2
در رابطه فوق m و M  نشان دهنده جرم هستند و در صورت کسر قرار گرفته اند زیرا با افزایش جرم، نیروی گرانشی نیز افزایش میابد.و r در مخرج قرار دارد زیرا با افزایش فاصله نیروی گرانش کاهش میابد.
اما دقت داشته باشید که هر چقدر هم که از جرمی فاصله بگیرید نیروی وارده از طرف آن جرم بر شما صفر نخواهد شد! این رابطه را نخستین بار ایزاک نیوتن بیان کرد.
بنابر توضیحات فوق ممکن است شما تصور کنید که به دلیل اینکه جرم مشتری 318 بار بیشتر از زمین است، پس وزن شما در مشتری باید 318 بار بیشتر از وزن شما در زمین باشد! این برداشت درستی بود در صورتی که شعاع زمین و مشتری یکسان بود! ولی شعاع مشتری 11 برابر شعاع زمین است و این به معنای این است که اگر شما روی مشتری قرار داشتید به دلیل اینکه فاصله شما از مرکز مشتری 11 برابر بیشتر از فاصله شما از مرکز زمین است، پس نیروی وارده 2.53 بار کمتر میشود.
بنابر این برای محاسبه تفاوت وزن در سایر سیارات، هم جرم آن سیاره مهم است و هم شعاع آن! پس وزن شما در یک ستاره نوترونی که جرمی بسیار زیاد و شعاعی بسیار کم دارد به طور شگفت انگیزی زیاد خواهد بود.

برای محاسبه وزن خود در اجرام مشهور فضایی کلیک کنید.

مترجم: ف. عباسی(سماء)




طبقه بندی: آمـوزش های نجومی،
نوشته شده در تاریخ بیست و دوم اردیبهشت 90 توسط سماء(مسئول كانون)