القوة والحركة – الجلسة الرابعة

الكتلة هي كمية الأشياء أو المادة التي يحتويها جسم ما. إنه مقياس لمدى كمية الأشياء الموجودة في جسم ما. عندما تلتقط صخرة ثقيلة، يمكنك أن تشعر من خلال حجمها أن كتلتها أكبر مقارنة بحصاة صغيرة. وبالمثل، فإن البطيخة الكبيرة لها كتلة أكبر من حبة العنب الصغيرة.

الوحدة القياسية لقياس الكتلة هي الجرام. لقياس كتلة شيء ما، نستخدم أداة خاصة تسمى الميزان أو المقياس. نضع الجسم ذو الكتلة المعروفة على أحد طرفي الميزان. يتم وضع الجسم الذي تكون كتلته غير معروفة على الجانب الآخر من الميزان. نقوم بزيادة أو تقليل عدد الكتل المعروفة على أحد الجانبين حتى يصبح كلا الجانبين متوازنين. يشير موازنة كلا الجانبين إلى أن كتلة الجسم المجهول تساوي كتلة الجسم المعروف.

الطريقة الأكثر دقة لقياس الكتلة هي باستخدام الميزان الرقمي. على سبيل المثال، نريد قياس كتلة الطماطم. سنضع الطماطم على الميزان الرقمي. قراءة العداد الرقمي تخبرك بكمية الطماطم. يمكن أيضًا قياس الكتلة بالكيلوجرام. يوجد ألف جرام في الكيلو جرام الواحد.

هل تساءلت يومًا عن سبب سقوط الأشياء على الأرض؟. حسنًا، هذا بسبب الجاذبية. الجاذبية هي بمثابة قوة غير مرئية تسحب الأشياء نحو بعضها البعض. إنه ما يبقينا على الأرض.

منذ زمن طويل، بدأ رجل ذكي يدعى السير إسحاق نيوتن بالتفكير في سبب حركة الأشياء وكيف تعمل. وهنا قصة واحدة عنه تشرح الجاذبية. في أحد الأيام، لاحظ تفاحة تسقط من الشجرة. وتساءل لماذا سقطت على الأرض بدلاً من الصعود إلى الأعلى أو الجانب. هذا جعله يفكر. لقد أدرك أنه لا بد من وجود قوة غير مرئية تسحب الأشياء، مثل التفاحة، نحو الأرض. أطلق على هذه القوة اسم الجاذبية.

بدأ نيوتن بدراسة الجاذبية وإجراء التجارب عليها. اكتشف أن كل شيء له كتلة لديه هذه القوة الخاصة. توجد هذه القوة بين أي شيء له كتلة. إنه مثل قوة سحرية تبقينا على الأرض.

ولهذا السبب عندما تقفز لأعلى، فإنك تعود إلى الأسفل. جاذبية الأرض قوية بما يكفي لإسقاطك على الأرض. وهذا هو السبب الذي يجعل القمر يدور حول الأرض. كلا من القمر والأرض لديهما جاذبية. إذن لماذا يدور القمر حول الأرض؟.

الجسم الذي له كتلة أكبر لديه قوة جاذبية أقوى. يدور القمر حول الأرض لأن كتلة القمر أقل مقارنة بكتلة الأرض. كتلة الأرض أكبر من كتلة القمر. يدور القمر حول الأرض بسبب وجود قوة جاذبية الأرض أقوى مقارنة بقوة جاذبية القمر. علاوة على ذلك، فإن حركة القمر للأمام وقوة جاذبية الأرض تجعل القمر يدور في مدار حول الأرض.

هل تعلم ما هو سبب المد والجزر في المحيطات؟. تحدث المد والجزر في المحيط بسبب قوة جاذبية القمر. كما درسنا، فإن الأجسام، وخاصة تلك التي لها كتلة كبيرة، تمتلك قوة جاذبية تسحب الأشياء نحوها. والقمر لديه كتلة أيضاً. لكن كتلة القمر أقل من كتلة الأرض. وبالتالي فإن قوة جاذبية القمر تجذب الأرض أيضًا. يتسبب هذا الجذب في حدوث المد والجزر الكبير في المحيطات لأن جاذبية القمر تسحب مياه المحيط.

هل تعلم أنك أطول في الصباح مقارنة بالمساء؟. هل طولك في الصباح يختلف حقًا عن طولك في المساء؟. نعم هذا صحيح. هل تريد تجربة هذا؟. حسنًا، قم بقياس طولك فورًا بعد الاستيقاظ في الصباح بمساعدة المسطرة. بعد ذلك، قم بقياس طولك مرة أخرى في المساء. سوف ترى فرقا في طولك.

ربما تتساءل لماذا نكون أطول في الصباح مقارنة بالمساء؟. حسنًا، الجواب على هذا السؤال يكمن في قوة الجاذبية. عندما تنام تكون جميع عضلات جسدك مسترخية. لكن خلال النهار، يمكنك أيضًا المشي والقيام بأعمالك الأخرى. خلال النهار يكون جسمك في وضع الوقوف المستقيم. جاذبية الأرض تسحبك إلى الأسفل. ونتيجة لذلك، يتم ضغط العمود الفقري لديك قليلا. بسبب هذا، تصبح أقصر قليلاً في المساء. بمجرد أن تنام، يمكن لعمودك الفقري الاسترخاء لأن الجاذبية لا تسحبه إلى الأسفل عموديًا. لذلك يعود مرة أخرى إلى طوله الأصلي.

ربما تتساءل لماذا نكون أطول في الصباح مقارنة بالمساء؟. حسنًا، الجواب على هذا السؤال يكمن في قوة الجاذبية. عندما تنام تكون جميع عضلات جسدك مسترخية. لكن خلال النهار، يمكنك أيضًا المشي والقيام بأعمالك الأخرى. خلال النهار يكون جسمك في وضع الوقوف المستقيم. جاذبية الأرض تسحبك إلى الأسفل. ونتيجة لذلك، يتم ضغط العمود الفقري لديك قليلا. بسبب هذا، تصبح أقصر قليلاً في المساء. بمجرد أن تنام، يمكن لعمودك الفقري الاسترخاء لأن الجاذبية لا تسحبه إلى الأسفل عموديًا. لذلك يعود مرة أخرى إلى طوله الأصلي.

نحن نعلم أن قوة الجاذبية تعتمد على كتلة الأجسام. ويعتمد أيضًا على المسافة بين الجسمين. افترض أنك ذاهب إلى مكان بعيد جدًا عن الأرض في الفضاء. سوف تكون طافيًا في الفضاء. لن تسقط على الأرض. هل يمكنك أن تقول لماذا لن تسقط على الأرض في هذه الحالة؟. وذلك لأن المسافة بينك وبين الأرض كبيرة جدًا. لهذا السبب لن تجذبك قوة جاذبية الأرض.

إذا كنت قريبًا من الأرض، فإن قوة الجاذبية بينك وبين الأرض تكون أقوى. افترض أنك واقفًا على الأرض. عندما تقفز، فإنك تعود إلى الأرض. وذلك لأن المسافة بينك وبين الأرض صغيرة جدًا. لهذا السبب جاذبية الأرض تجذبك بقوة أكبر.

لنفترض أننا أسقطنا كرة من مبنى مكاتب مرتفع للغاية. هل تستطيع أن تحدد السرعة التي تتحرك بها الكرة نحو الأرض؟. هل تتحرك الكرة نحو الأرض بسرعة ثابتة؟. لقد ناقشنا بالفعل أن قوة الجاذبية ستكون أقوى بين الأجسام الأقرب إلى بعضها البعض. عندما تقترب الكرة من الأرض، تسحب الأرض الكرة نحوها بقوة أكبر. ونتيجة لذلك تزداد سرعة الكرة.

ستزداد سرعة الكرة التي تسقط من مبنى المكاتب مع مرور الوقت. ويمكننا أيضًا أن نقول أن الكرة سوف تتسارع. هذا التسارع للكرة يرجع إلى قوة الجاذبية. تسارع أي جسم بسبب قوة الجاذبية يساوي تسعة وثمانون متر في الثانية المربعة. وهذا يعني أن سرعة الجسم الساقط سقوطًا حرًا سوف تزداد بمقدار تسعة وثمانين مترًا في الثانية بعد كل ثانية.