الجاذبية هي جزء من حياتنا اليومية وتؤثر في كل شيء حولنا. ومن خلال معرفة المزيد عنها، يمكننا فهم الكثير من الظواهر الطبيعية من حولنا. في المرة القادمة التي تسقط فيها شيئًا، تذكر أن الجاذبية هي التي تعمل على جذبه نحو الأرض!
ما هي الجاذبية؟
هل تساءلت يومًا لماذا تسقط الأشياء عندما نرميها في الهواء؟ ولماذا لا يمكننا الطيران مثل الطيور من دون مساعدة؟ الإجابة عن هذه الأسئلة تتعلق بالجاذبية!
الجاذبية هي القوة التي تسحبنا نحو الأرض. هذه القوة هي السبب في أننا لا نطفو في الهواء، وهي تعمل دائمًا، سواءً كنا في المنزل أو في الحديقة أو حتى في الفضاء! كل شيء له كتلة، والجاذبية تعمل على جذب الكتل نحو بعضها البعض. في حالة الأرض، تقوم بسحب كل شيء نحو مركزها.
لماذا تسقط بعض الأشياء أسرع من غيرها؟
إذا أخذت ورقة خفيفة وكرة ثقيلة وأسقطتهما، فستلاحظ أن الكرة تصل إلى الأرض أولاً. لماذا يحدث ذلك؟ السبب هو مقاومة الهواء! عندما تسقط الأجسام، يتسبب الهواء المحيط بها في إبطاء سقوطها. الأجسام الكبيرة والخفيفة، مثل الورق أو الريش، تواجه مقاومة هواء أكبر، مما يجعلها تسقط ببطء.
لكن، إذا أزلنا الهواء من المكان، فإن كل الأجسام ستسقط بنفس السرعة، بغض النظر عن كتلتها أو شكلها. في الفراغ، سيسقط الريش وكرة البولينغ بنفس المعدل وسيصلان إلى الأرض في نفس الوقت.
تجربة ممتعة: سقوط الأشياء في الفراغ
على القمر، قام رائد الفضاء ديفيد سكوت بإجراء تجربة رائعة. أخذ ريشة ومطرقة وأسقطهما في نفس الوقت. وبما أن القمر ليس له هواء، سقطت الريشة والمطرقة معًا ووصلتا إلى سطح القمر في نفس الوقت! هذا يوضح كيف تعمل الجاذبية وحدها دون مقاومة الهواء.
هل يمكننا الطيران بعيدًا عن الجاذبية؟
ليس من السهل التغلب على قوة الجاذبية، لأنها تسحبنا دائمًا نحو الأرض. لكن هناك طرقًا للتحرر منها، مثل الطائرات والصواريخ. الطائرات تستخدم قوة الدفع والأجنحة لرفعها في الهواء، بينما الصواريخ تستخدم قوة دفع هائلة للتغلب على الجاذبية والوصول إلى الفضاء.
إليك بعض التجارب الممتعة التي يمكنك القيام بها لفهم الجاذبية ومقاومة الهواء بشكل أفضل:
1. تجربة سقوط الأجسام المختلفة
الأدوات:
- كرة صغيرة (مثل كرة تنس)
- ورقة خفيفة
- ساعة توقيت
الخطوات:
- قف على مكان مرتفع قليلًا، مثل كرسي أو سلم صغير (مع الانتباه لسلامتك).
- أمسك الكرة والورقة في يدك، ثم قم بإسقاطهما في نفس الوقت.
- استخدم ساعة التوقيت لحساب الوقت الذي تستغرقه كل منهما للوصول إلى الأرض.
ماذا يحدث؟
ستلاحظ أن الكرة تصل إلى الأرض أسرع من الورقة. هذا يحدث لأن مقاومة الهواء تبطئ الورقة، بينما تتأثر الكرة بها بشكل أقل.
كيف تجعلها أكثر إثارة؟
جرّب طي الورقة عدة مرات واجعلها أصغر حجمًا، ثم أسقطها مرة أخرى. ستلاحظ أنها تسقط أسرع لأن مقاومتها للهواء تقل عندما تصبح أصغر.
2. تجربة سقوط الريشة وكرة صغيرة في زجاجة مفرغة
الأدوات:
- زجاجة شفافة يمكن تفريغ الهواء منها (إذا كان متاحًا)
- ريشة صغيرة
- كرة صغيرة خفيفة (مثل كرة صغيرة من البلاستيك)
- مضخة تفريغ الهواء (إذا كانت متوفرة)
الخطوات:
- ضع الريشة والكرة داخل الزجاجة الشفافة.
- إذا كانت لديك مضخة، فرّغ الهواء من الزجاجة بقدر ما تستطيع.
- اقلب الزجاجة رأسًا على عقب، وراقب كيف تسقط الريشة والكرة.
ماذا يحدث؟
ستلاحظ أن الريشة والكرة تسقطان معًا، دون أن تتأثر الريشة بمقاومة الهواء، وهذا يشابه ما يحدث في الفراغ.
3. تجربة الإنحناء بالجاذبية باستخدام الماء
الأدوات:
- زجاجة ماء مملوءة
- كيس بلاستيك
- فتحة رفيعة (مثل إبرة)
الخطوات:
- اصنع ثقبًا صغيرًا في الكيس البلاستيكي بالإبرة.
- امسك الزجاجة المملوءة بالماء واسكب الماء في الكيس.
- اترك الكيس ببطء وارفعه فوق سطح الأرض.
ماذا يحدث؟
ستلاحظ أن الماء يتدفق من الثقب ويتساقط باتجاه الأرض مباشرة. هذا بسبب الجاذبية التي تسحب الماء للأسفل، وبدونها لن يتدفق الماء بنفس الطريقة.
4. تجربة تأثير الجاذبية على الأشياء المعلقة
الأدوات:
- حبل طويل
- دلو ماء صغير
الخطوات:
- اربط الحبل بإحكام إلى الدلو.
- امسك الحبل من أحد الأطراف وابدأ في تدوير الدلو حولك بحركة دائرية.
- لاحظ أن الماء لا ينسكب من الدلو أثناء الدوران.
لماذا يحدث هذا؟
أثناء دوران الدلو، تخلق الجاذبية قوة تسحب الماء نحو قاع الدلو، مما يمنعه من الانسكاب. هذا التأثير يسمى القوة الطاردة المركزية.
هذه التجارب الممتعة تساعدك على فهم كيفية عمل الجاذبية وكيفية تأثير مقاومة الهواء عليها. يمكنك تجربة المزيد من الأشياء باستخدام الأدوات المتوفرة لديك، ولا تنسَ أن تقوم بتدوين ملاحظاتك!
