قانون جاذبه نیوتن

جاذبه یا به عبارت دقیقتر نیروی جاذبه نیرویی است که دو جسم را به طرف هم می کشد. این نیرو بین اجسام بزرگتر قویتر است. هر چه فاصله اجسام از هم بیشتر باشد، ضعیفتر عمل می کند. نیروی جاذبه زمین همه اشیاء سطح خود و یا نزدیک به سطح خود را به طرف مرکز خود می کشد. هرگاه یک توپ را به هوا پرتاب کنیم، توپ به زمین بر می گردد، این نیروی جاذبه است که آن را به طرف پایین می کشد و هر چه توپ را با نیروی بیشتری به هوا پرتاب کنیم، با همان نیرو به طرف زمین بر می گردد، و البته اگر بتوانیم با قدرت کافی آنرا پرتاب کنیم، می تواند از نیروی جاذبه زمین جدا شده و به فضا برود. برای بدست آوردن چنین نیرویی، به نیروی رانش موتور یک موشک نیاز داریم.

قانون نیوتن

فرضیه های اسحاق نیوتن در سال ۱۶۸۷ در کتابش با عنوان اصول ریاضی در فلسفه طبیعی منتشر شد. در این اثر ، او قانون عمومی جاذبه اش را اعلام کرد که در این جهان برای دو جرم کاربرد دارد. اسحاق نیوتن چنین محاسبه کرد که قدرت نیروی جاذبه میان ۲ جسم به سه عامل بستگی دارد: جرم آن دو جسم و فاصله میان مراکزشان. با فرمولهای ریاضی ، این قانون چنین بیان می شود:

F = Gm۱m۲/r۲

که F قدرت نیروی جاذبه ، m۲ ، m۱ دو جرم و r فاصله میان مراکز دو جرم و G عدد ثابت یا ثابت عمومی جاذبه است. قانون عمومی جاذبه نشان می دهد که هر چه جرم دو جسم بیشتر و فاصله شان کمتر باشد، آنها بیشتر به طرف یکدیگر کشیده می شوند. رابطه آنها تحت تأثیر قانون عکس مجذور قرار دارد، که بیان می کند کشش میان دو جسم با مجذور فاصله آنها کاهش می یابد. اگر زمین دو برابر مسافت فعلی از خورشید فاصله داشت، شدت نیروی جاذبه میان این دو جسم یک چهارم می شد. اگر زمین ۵ برابر فاصله کنونی از خورشید دورتر بود، نیروی جاذبه ۲۵ برابر کاهش می یافت.

پایداری و فرار در میدان جاذبه

این نیروی جاذبه زمین است که یک ماهواره را در مدار زمین نگه می دارد. سرعت لازم برای رفتن به مدار اطراف ماه ۲۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت (۱۷۵۰۰ مایل در ساعت) است. خارج شدن از مدار زمین و به فضا رفتن نیازمند سرعت بیشتری است که آن را سرعت گریز از نیروی می نامند.سرعت گریز از نیروی جاذبه زمین ۴۰۳۲۰ کیلومتر در ساعت (۲۵۰۰۰ مایل در ساعت) است. چون نیروی جاذبه هر یک از سیارات و همچنین ماه با سیاره دیگر متفاوت است.

برای مثال ، سرعت گریز از جاذبه ماه یک پنجم سرعت گریز از جاذبه زمین است. کاوشگری که از نیروی جاذبه زمین فرار می کند، در مدار خورشید باقی می ماند و این بخاطر نیروی جاذبه خورشید است. این کاوشگر اگر بخواهد از منظومه شمسی خارج شود، باید سرعتی متناسب با سرعت گریز از جاذبه خورشید داشته باشد.

سرعت فرار سیارات

زحل ۱۲۹۶۰۰ کیلومتر در ساعت (۸۰۴۰۰ مایل در ساعت)

عطارد ۱۵۴۸۰ کیلومتر در ساعت (۹۶۰۰ مایل در ساعت)

سیاره اورانوس ۷۵۶۰۰ کیلومتر در ساعت (۴۷۰۰۰ مایل در ساعت)

زهره ۳۷۴۴۰ کیلومتر در ساعت (۲۳۲۰۰ مایل در ساعت)

زمین ۴۰۳۲۰ کیلومتر در ساعت (۲۵۰۰۰ مایل در ساعت)

نپتون ۶۸۴۰۰ کیلومتر در ساعت (۵۳۶۰۰ مایل در ساعت)

مریخ ۱۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت (۱۱۲۰۰ مایل در ساعت)

پلوتون ۳۶۰۰ کیلومتر در ساعت (۲۲۰۰ مایل در ساعت)

مشتری ۲۱۶۰۰۰ کیلومتر در ساعت (۱۳۴۰۰۰ مایل در ساعت)

ماه ۸۰۶۴ کیلومتر بر ساعت (۵۰۰۰ مایل بر ساعت )

http://daneshnameh.roshd.ir