السير الذاتية صفات التحليلات

حركة القمر حول الأرض. مراحل القمر

القمر- الجرم السماوي الوحيد الذي يدور حول الأرض ، باستثناء الأقمار الصناعية للأرض ، التي صنعها الإنسان من أجل السنوات الاخيرة.

يتحرك القمر باستمرار عبر السماء المرصعة بالنجوم وفيما يتعلق ببعض النجوم في يوم واحد يتحول نحو الدوران اليومي للسماء بحوالي 13 درجة ، وبعد 27.1 / 3 أيام يعود إلى نفس النجوم ، موضحًا وفقًا لـ الكرة السماويةدائرة كاملة. لذلك ، تسمى الفترة الزمنية التي يحدث خلالها القمر ثورة كاملة حول الأرض فيما يتعلق بالنجوم نجمي (أو فلكي) شهر؛ 27.1 / 3 أيام. يتحرك القمر حول الأرض في مدار بيضاوي الشكل ، لذلك تتغير المسافة من الأرض إلى القمر بحوالي 50 ألف كيلومتر. يُفترض أن متوسط ​​المسافة من الأرض إلى القمر هو 384386 كم (تقريب - 400000 كم). هذا يساوي عشرة أضعاف طول خط استواء الأرض.

القمر نفسها لا تصدر ضوءًا ، لذلك فقط سطحها المضاء بالشمس هو المرئي في السماء - جانب النهار. الليل ، الظلام ، غير مرئي. يتحرك القمر عبر السماء من الغرب إلى الشرق ، على خلفية النجوم بنحو نصف درجة في ساعة واحدة ، أي بمقدار قريب من حجمه الظاهري ، وبنسبة 13 درجة في اليوم. في غضون شهر ، يدرك القمر في السماء ويتفوق على الشمس ، بينما تتغير مراحل القمر: قمر جديد , الربع الأول , اكتمال القمر و الربع الأخير .

في قمر جديدلا يمكنك حتى رؤية القمر باستخدام التلسكوب. تقع في نفس اتجاه الشمس (فقط فوقها أو تحتها) ، وتتجه نحو الأرض بواسطة نصف الكرة الليلي. بعد يومين ، عندما يبتعد القمر عن الشمس ، يمكن رؤية هلال ضيق قبل بضع دقائق من غروب الشمس في الجانب الغربي من السماء على خلفية فجر المساء. أول ظهور للهلال القمري بعد القمر الجديد ، أطلق الإغريق على "نيومينيا" (" قمر جديد") ، من هذه اللحظة يبدأ الشهر القمري.

7 أيام 10 ساعات بعد القمر الجديد ، مرحلة تسمى الربع الأول. خلال هذا الوقت ، ابتعد القمر عن الشمس بمقدار 90 درجة. فقط النصف الأيمن من قرص القمر ، الذي تضيئه الشمس ، يمكن رؤيته من الأرض. بعد الغروب القمر يقع في الجانب الجنوبي من السماء ويغيب حوالي منتصف الليل. الاستمرار في التحرك من الشمس إلى اليسار. القمر في المساء اتضح أنه موجود بالفعل على الجانب الشرقي من السماء. تأتي بعد منتصف الليل ، كل يوم فيما بعد وبعد ذلك.

متي القمر تبين أنها في الاتجاه المعاكس للشمس (على مسافة زاوية 180 منها) ، اكتمال القمر. 14 يوم مرت 18 ساعة على الهلال الجديد وبعد ذلك القمر يبدأ في الاقتراب من الشمس من اليمين.

هناك انخفاض في إضاءة الجانب الأيمن من القرص القمري. تتناقص المسافة الزاوية بينها وبين الشمس من 180 إلى 90 درجة. مرة أخرى ، نصف قرص القمر فقط مرئي ، لكن الجزء الأيسر منه بالفعل. بعد القمر الجديد ، مرت 22 يومًا على 3 ساعات. الربع الأخير. يرتفع القمر حوالي منتصف الليل ويضيء طوال النصف الثاني من الليل ، ويظهر في الجانب الجنوبي من السماء عند شروق الشمس.

عرض الهلال يستمر في التناقص ، ونفسه القمر يقترب تدريجياً من الشمس من الجانب الأيمن (الغربي). يظهر في السماء الشرقية ، كل يوم بعد ذلك ، يصبح الهلال ضيقًا جدًا ، لكن قرنيه يتجهان إلى اليمين ويشبهان الحرف "C".

يقولون ، القمر قديم. يظهر ضوء رماد على الجزء الليلي من القرص. تنخفض المسافة الزاوية بين القمر والشمس إلى 0º. أخيراً، القمر يلحق بالشمس ويصبح غير مرئي مرة أخرى. القمر الجديد القادم قادم. انتهى الشهر القمري. 29 يومًا و 12 ساعة و 44 دقيقة مرت 2.8 ثانية أو ما يقرب من 29.53 يومًا. هذه الفترة تسمى الشهر المجمعي (من اليونانية sy "nodos-connection، rapprochement).

ترتبط الفترة المجمعية بوضع الجسم السماوي بالنسبة للشمس المرئية في السماء. قمري الشهر المجمعي هو فترة زمنية بين مراحل متتالية من نفس الاسم القمر.

طريقك في السماء بالنسبة للنجوم القمر ينفذ في 27 يومًا و 7 ساعات و 43 دقيقة و 11.5 ثانية (تقريبًا - 27.32 يومًا). هذه الفترة تسمى فلكي (من lat. sideris-star) ، أو شهر فلكي .

№7 كسوف القمر والشمس تحليلهما.

يعد خسوف الشمس وخسوف القمر أكثر ظاهرة الطبيعة إثارة للاهتمام ، وهي مألوفة للإنسان منذ العصور القديمة. إنها شائعة نسبيًا ، ولكنها غير مرئية من جميع المناطق. سطح الأرضوبالتالي تبدو نادرة للكثيرين.

يحدث كسوف الشمس عندما يمر القمر الصناعي الطبيعي لدينا في حركته على خلفية قرص الشمس. يحدث هذا دائمًا في وقت القمر الجديد. يقع القمر بالقرب من الأرض عن الشمس ، حوالي 400 مرة ، وفي نفس الوقت ، قطره أيضًا أقل من قطر الشمس بحوالي 400 مرة. لذلك ، الأبعاد الظاهرة للأرض والشمس هي نفسها تقريبًا ، ويمكن للقمر أن يغطي الشمس بنفسه. لكن ليس كل قمر جديد لديه كسوف للشمس. بسبب ميل مدار القمر إلى مدار الأرض ، فإن القمر عادة "يتخطى" قليلاً ويمر فوق أو تحت الشمس في وقت القمر الجديد. ومع ذلك ، يسقط ظل القمر مرتين على الأقل في السنة (ولكن ليس أكثر من خمس مرات) على الأرض ويحدث كسوف للشمس.

يسقط الظل القمري وشبه الظل على الأرض على شكل بقع بيضاوية بسرعة 1 كم. في ثوان. عبر سطح الأرض من الغرب إلى الشرق. في المناطق الموجودة في الظل القمري ، يمكن رؤية كسوف كلي للشمس ، أي أن الشمس مغطاة بالكامل بالقمر. في المناطق المغطاة بالظلمة ، يحدث كسوف جزئي للشمس ، أي أن القمر يغطي جزءًا فقط من القرص الشمسي. خارج الظلمة ، لا يحدث كسوف على الإطلاق.

أطول مدةلا تتجاوز المرحلة الكلية للكسوف 7 دقائق. 31 ثانية لكن في الغالب تكون دقيقتان أو ثلاث دقائق.

يبدأ كسوف الشمس من الجانب الأيمن للشمس. عندما يغطي القمر الشمس بالكامل ، يبدأ الشفق ، كما هو الحال في الشفق المظلم ، وتظهر أكثر سماء مظلمة. نجوم ساطعةوالكواكب ، وحول الشمس يمكنك أن ترى وهجًا جميلًا مشعًا بلون اللؤلؤ - الهالة الشمسية ، وهي الطبقات الخارجية الغلاف الجوي الشمسي، غير مرئية خارج الكسوف نظرًا لانخفاض سطوعها مقارنةً بإضاءة سماء النهار. يتغير مظهر التاج من سنة إلى أخرى حسب النشاط الشمسي. تومض حلقة متوهجة وردية فوق الأفق بأكمله - تخترق المنطقة المغطاة بظل القمر ضوء الشمسمن المناطق المجاورة ، حيث الكسوف الكليلا يحدث ، ولكن يلاحظ فقط الخاص.
الخسوف الشمسية والقمرية

نادراً ما تقع الشمس والقمر والأرض في مراحل القمر الجديد والقمر الكامل على نفس الخط ، لأن. المدار القمري لا يكمن بالضبط في مستوى مسير الشمس ، ولكن عند ميل إليه بمقدار 5 درجات.

كسوف الشمس قمر جديد. يحجب القمر الشمس عنا.

خسوف القمر. تقع الشمس والقمر والأرض على نفس الخط في المرحلة اكتمال القمر. تحجب الأرض القمر عن الشمس. القمر يتحول إلى قرميد أحمر.

كل عام ، في المتوسط ​​، هناك 4 خسوف للشمس وخسوف قمري. هم دائما يرافقون بعضهم البعض. على سبيل المثال ، إذا تزامن القمر الجديد مع كسوف للشمس ، فإن خسوف القمر يحدث في غضون أسبوعين ، في مرحلة اكتمال القمر.

من الناحية الفلكية ، يحدث الكسوف الشمسي عندما يحجب القمر ، في حركته حول الشمس ، الشمس كليًا أو جزئيًا. الأقطار الظاهرة للشمس والقمر متماثلة تقريبًا ، لذا فإن القمر يحجب الشمس تمامًا. لكن يمكنك رؤيته من الأرض في نطاق الطور الكامل. لوحظ كسوف جزئي للشمس على جانبي نطاق الطور الكلي.

يعتمد عرض النطاق الترددي للمرحلة الكلية لكسوف الشمس ومدته على المسافات المتبادلة بين الشمس والأرض والقمر. نتيجة لتغير المسافات ، يتغير أيضًا القطر الزاوي الظاهر للقمر. عندما يكون أكبر بقليل من الشمس ، يمكن أن يستمر الكسوف الكلي لمدة 7.5 دقيقة ، عندما يكون متساويًا ، ثم لحظة واحدة ، إذا كانت أقل ، فإن القمر لا يغطي الشمس تمامًا. في الحالة الأخيرة ، يحدث خسوف حلقي: حلقة شمسية ضيقة لامعة مرئية حول قرص القمر المظلم.

خلال الكسوف الكلي للشمس ، تظهر الشمس كقرص أسود محاط بإشعاع (تاج). ضعف ضوء النهار لدرجة أنه في بعض الأحيان يمكنك رؤية النجوم في السماء.

يحدث الخسوف الكلي للقمر عندما يدخل القمر في مخروط ظل الأرض.

يمكن أن يستمر الخسوف الكلي للقمر ما بين 1.5 و 2 ساعة. يمكن ملاحظته من جميع أنحاء نصف الكرة الأرضية الليلي ، حيث كان القمر فوق الأفق وقت الخسوف. لذلك ، في هذه المنطقة ، يمكن ملاحظة الخسوف الكلي للقمر في كثير من الأحيان أكثر من الخسوف الشمسي.

أثناء الخسوف الكلي للقمر ، يظل قرص القمر مرئيًا ولكنه يتخذ لونًا أحمر داكنًا.

يحدث خسوف للشمس على قمر جديد ، ويحدث خسوف للقمر عند اكتمال القمر. غالبًا ما يكون هناك خسوفان قمريان وخسوفان للشمس في السنة. أقصى عدد ممكن من الخسوفات هو سبعة. بعد فترة زمنية معينة ، يتكرر خسوف القمر والشمس بنفس الترتيب. هذه الفجوة كانت تسمى ساروس ، والتي تعني التكرار في مصر. يبلغ عمر ساروس حوالي 18 عامًا و 11 يومًا. يوجد في كل ساروس 70 خسوفًا ، منها 42 خسوفًا شمسيًا و 28 خسوفًا قمريًا. يتم ملاحظة الخسوف الكلي للشمس من منطقة معينة بشكل أقل تكرارًا من الخسوف القمري ، مرة كل 200-300 عام.

شروط كسوف الشمس

خلال كسوف الشمس ، يمر القمر بيننا وبين الشمس ويخفيه عنا. دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في الظروف التي يمكن أن يحدث فيها كسوف للشمس.

كوكبنا الأرض ، يدور خلال النهار حول محوره ، يتحرك في نفس الوقت حول الشمس ويحدث ثورة كاملة في غضون عام. للأرض قمر صناعي - القمر. القمر يدور حول الأرض ويكمل ثورة في 29 يوم ونصف.

الترتيب المتبادلهؤلاء الثلاثة الأجرام السماويةيتغير في كل وقت. أثناء حركته حول الأرض ، يكون القمر في فترات زمنية معينة بين الأرض والشمس. لكن القمر كرة صلبة قاتمة ومعتمة. عالقًا بين الأرض والشمس ، فإنه ، مثل المخمد الضخم ، يغلق الشمس. في هذا الوقت ، تبين أن جانب القمر المواجه للأرض يكون مظلمًا وغير مضاء. لذلك ، لا يمكن أن يحدث كسوف الشمس إلا أثناء القمر الجديد. عند اكتمال القمر ، يمر القمر بعيدًا عن الأرض على الجانب الآخر من الشمس ، ويمكن أن يسقط في ظل الكرة الأرضية. ثم سنلاحظ خسوف القمر.

يبلغ متوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس 149.5 مليون كيلومتر ، ومتوسط ​​المسافة من الأرض إلى القمر 384 ألف كيلومتر.

كلما اقترب الجسم ، كلما بدا لنا أكبر. القمر أقرب إلينا من الشمس تقريبًا: 400 مرة ، وفي نفس الوقت قطره أيضًا أقل من قطر الشمس بحوالي 400 مرة. لذلك ، فإن الحجم الظاهر للقمر والشمس متماثلان تقريبًا. لذلك يمكن للقمر أن يحجب الشمس عنا.

ومع ذلك ، فإن مسافات الشمس والقمر من الأرض لا تبقى ثابتة ، ولكنها تختلف قليلاً. يحدث هذا لأن مسار الأرض حول الشمس ومسار القمر حول الأرض ليسا دوائر ، بل أشكال بيضاوية. مع تغيير المسافات بين هذه الأجسام ، تتغير أحجامها الظاهرة أيضًا.

إذا كان القمر في لحظة حدوث كسوف للشمس على بعد أصغر مسافة من الأرض ، فسيكون القرص القمري أكبر إلى حد ما من القرص الشمسي. سيغطي القمر الشمس بالكامل ، وسيكون الكسوف كليًا. إذا كان القمر ، أثناء الكسوف ، على أكبر مسافة من الأرض ، فسيكون حجمه الظاهري أصغر قليلاً ولن يكون قادرًا على تغطية الشمس بأكملها. ستبقى حافة الشمس الساطعة مكشوفة ، والتي ستكون مرئية أثناء الكسوف كحلقة رقيقة ومشرقة حول القرص الأسود للقمر. يسمى هذا الكسوف بالكسوف الحلقي.

يبدو أن كسوف الشمس يجب أن يحدث شهريًا ، كل قمر جديد. ومع ذلك، هذا لا يحدث. إذا كانت الأرض والقمر يتحركان في مستوى بارز ، فعند كل قمر جديد سيكون القمر بالفعل على خط مستقيم يربط بين الأرض والشمس ، وسيحدث خسوف. في الواقع ، تتحرك الأرض حول الشمس في مستوى ، والقمر حول الأرض - في طائرة أخرى. هذه الطائرات غير متطابقة. لذلك ، غالبًا خلال الأقمار الجديدة ، يأتي القمر إما فوق الشمس أو تحتها.

لا يتطابق المسار الظاهر للقمر في السماء مع المسار الذي تتحرك فيه الشمس. تتقاطع هذه المسارات عند نقطتين متقابلتين ، تسمى عُقد المدار القمري و ty. بالقرب من هذه النقاط ، تقترب مسارات الشمس والقمر من بعضهما البعض. وفقط في حالة حدوث القمر الجديد بالقرب من العقدة ، يكون مصحوبًا بخسوف.

سيكون الخسوف كليًا أو حلقيًا إذا كانت الشمس والقمر قريبًا من عقدة على القمر الجديد. إذا كانت الشمس في وقت القمر الجديد على بعد مسافة ما من العقدة ، فلن تتزامن مراكز القرصين القمري والشمسي وسيغطي القمر الشمس جزئيًا فقط. يسمى هذا الكسوف الجزئي.

يتحرك القمر بين النجوم من الغرب إلى الشرق. لذلك ، فإن إغلاق الشمس بالقمر يبدأ من الحافة الغربية ، أي اليمنى ، من الحافة. درجة الإغلاق يطلق عليها علماء الفلك مرحلة الخسوف.

حول بقعة الظل القمري توجد منطقة شبه الظل ، وهنا يكون الكسوف جزئيًا. يبلغ قطر منطقة شبه الظل حوالي 6-7 آلاف كيلومتر. بالنسبة للمراقب الذي سيكون موجودًا بالقرب من حافة هذه المنطقة ، فسيتم تغطية جزء ضئيل فقط من القرص الشمسي بواسطة القمر. قد يمر مثل هذا الكسوف دون أن يلاحظه أحد تمامًا.

هل من الممكن التنبؤ بدقة ببدء الخسوف؟ وجد العلماء في العصور القديمة أنه بعد 6585 يومًا و 8 ساعات ، أي 18 عامًا و 11 يومًا و 8 ساعات ، يتكرر الخسوف. يحدث هذا لأنه خلال هذه الفترة الزمنية يتكرر الموقع في الفضاء للقمر والأرض والشمس. هذه الفترة كانت تسمى saros ، مما يعني التكرار.

خلال واحد من ساروس ، في المتوسط ​​، هناك 43 كسوفًا للشمس ، منها 15 جزئيًا ، و 15 حلقيًا ، و 13 إجماليًا. بإضافة 18 سنة 11 يومًا و 8 ساعات إلى تواريخ الخسوف التي لوحظت خلال ساروس واحد ، سنتمكن من التنبؤ ببدء الخسوف في المستقبل.

في نفس المكان على الأرض ، يحدث كسوف كلي للشمس مرة كل 250 - 300 سنة.

حسب علماء الفلك شروط رؤية كسوف الشمس لسنوات عديدة قادمة.

خسوف القمر

كما يعتبر خسوف القمر من بين الظواهر السماوية "غير العادية". يحدثون هكذا. تبدأ دائرة الضوء الكاملة للقمر في التغميق عند حافتها اليسرى ، ويظهر ظل بني مستدير على القرص القمري ، يتحرك أكثر فأكثر ويغطي القمر بأكمله في حوالي ساعة. يتلاشى القمر ويتحول إلى اللون الأحمر والبني.

يبلغ قطر الأرض حوالي 4 أضعاف قطر القمر ، والظل من الأرض ، حتى على مسافة القمر من الأرض ، يزيد عن ضعف حجم القمر. لذلك ، يمكن أن يكون القمر مغمورًا تمامًا في ظل الأرض. إن الخسوف الكلي للقمر أطول بكثير من كسوف الشمس: يمكن أن يستمر ساعة و 40 دقيقة.

لنفس السبب الذي يجعل خسوف الشمس لا يحدث كل قمر جديد ، لا يحدث خسوف القمر كل قمر مكتمل. أكبر عدد من خسوفات القمر في عام هو 3 ، ولكن هناك سنوات بدون خسوف على الإطلاق ؛ كان هذا ، على سبيل المثال ، 1951.

يتكرر خسوف القمر في نفس الفاصل الزمني مع خسوف الشمس. خلال هذه الفترة ، في سن 18 سنة و 11 يومًا و 8 ساعات (ساروس) ، هناك 28 خسوفًا للقمر ، منها 15 خسوفًا جزئيًا و 13 خسوفًا إجماليًا. كما ترون ، فإن عدد خسوف القمر في ساروس أقل بكثير من خسوف الشمس ، ومع ذلك يمكن ملاحظة خسوف القمر أكثر من خسوف الشمس. يفسر ذلك حقيقة أن القمر ، الذي يغرق في ظل الأرض ، لم يعد مرئيًا على نصف الأرض بالكامل غير المضاء بالشمس. هذا يعني أن كل خسوف قمري مرئي بشكل ملحوظ أكبر مساحةمن أي طاقة شمسية.

لا يختفي القمر المكسوف تمامًا ، مثل الشمس أثناء كسوف الشمس ، ولكنه مرئي بشكل خافت. يحدث هذا لأن جزءًا من أشعة الشمس يأتي عبر الغلاف الجوي للأرض ، وينكسر فيه ، ويدخل في ظل الأرض ويصطدم بالقمر. لأن الأشعة الحمراء من الطيف هي الأقل تبعثرًا وتوهينًا في الغلاف الجوي. يكتسب القمر أثناء الكسوف لونًا نحاسيًا أحمر أو بنيًا.

استنتاج

من الصعب أن نتخيل أن كسوف الشمس يحدث كثيرًا: بعد كل شيء ، يجب على كل واحد منا أن يلاحظ الخسوف نادرًا للغاية. يفسر ذلك حقيقة أنه خلال كسوف الشمس ، لا يسقط ظل القمر على الأرض بأكملها. الظل الساقط له شكل بقعة دائرية تقريبًا ، يمكن أن يصل قطرها إلى 270 كم على الأكثر. لن تغطي هذه البقعة سوى جزء ضئيل من سطح الأرض. في الوقت الحالي ، سيشهد هذا الجزء فقط من الأرض كسوفًا كليًا للشمس.

يتحرك القمر في مداره بسرعة حوالي 1 كم / ث ، أي أسرع من رصاصة بندقية. وبالتالي ، يتحرك ظلها بسرعة كبيرة على طول سطح الأرض ولا يمكن أن يغطي أي مكان على الكرة الأرضية لفترة طويلة. لذلك ، لا يمكن للكسوف الكلي للشمس أن يستمر لأكثر من 8 دقائق.

وهكذا ، فإن الظل القمري ، الذي يتحرك على طول الأرض ، يصف شريطًا ضيقًا ولكنه طويل ، حيث يتم ملاحظة كسوف كلي للشمس على التوالي. يصل طول نطاق الكسوف الكلي للشمس إلى عدة آلاف من الكيلومترات. ومع ذلك ، فإن المساحة التي يغطيها الظل ضئيلة مقارنة بكامل سطح الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تظهر المحيطات والصحاري والمناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة على الأرض في نطاق الكسوف الكلي.

يتكرر تسلسل الكسوف تمامًا بنفس الترتيب تقريبًا على مدار فترة زمنية تسمى saros (كلمة saros هي كلمة مصرية تعني "التكرار"). يبلغ عمر ساروس ، المعروف قديماً ، 18 سنة و 11.3 يوماً. في الواقع ، سيتكرر الخسوف بنفس الترتيب (بعد أي خسوف أولي) بعد الوقت اللازم لنفس المرحلة من القمر لتحدث على نفس المسافة من القمر من عقدة مداره ، كما في البداية كسوف.

خلال كل ساروس ، يحدث 70 خسوفًا ، منها 41 خسوفًا شمسيًا و 29 قمريًا. وبالتالي ، يحدث خسوف الشمس في كثير من الأحيان أكثر من خسوف القمر ، ولكن عند نقطة معينة على سطح الأرض ، يمكن ملاحظة خسوف القمر في كثير من الأحيان ، لأنه يمكن رؤيته في نصف الكرة الأرضية بأكمله ، في حين أن خسوف الشمس لا يمكن رؤيته إلا بشكل نسبي. الفرقة الضيقة. من النادر بشكل خاص رؤية كسوف كلي للشمس ، على الرغم من وجود حوالي 10 كسوفًا خلال كل ساروس.

№8 الأرض على شكل كرة ، شكل بيضاوي للثورة ، 3 محاور بيضاوية ، جيويد.

ظهرت الافتراضات حول كروية الأرض في القرن السادس قبل الميلاد ، ومن القرن الرابع قبل الميلاد تم التعبير عن بعض الأدلة المعروفة لنا على أن الأرض كروية (فيثاغورس ، إراتوستينس). أثبت العلماء القدماء كروية الأرض بناءً على الظواهر التالية:
- منظر دائري للأفق في المساحات المفتوحة والسهول والبحار وما إلى ذلك ؛
- الظل الدائري للأرض على سطح القمر أثناء خسوف القمر ؛
- التغيير في ارتفاع النجوم عند الانتقال من الشمال (N) إلى الجنوب (S) والعودة ، بسبب تحدب خط منتصف النهار ، إلخ. في مقال "On the Sky" ، أرسطو (384 - 322 قبل الميلاد) أشار إلى أن الأرض ليست كروية الشكل فحسب ، بل لها أبعاد محدودة أيضًا ؛ جادل أرخميدس (287 - 212 قبل الميلاد) بأن سطح الماء في حالة الهدوء هو سطح كروي. قدموا أيضًا مفهوم الكرة الأرضية كشكل هندسي قريب من الكرة.
النظرية الحديثةنشأت دراسة شكل الأرض من نيوتن (1643 - 1727) الذي اكتشف القانون الجاذبيةوطبقته لدراسة شكل الأرض.
بحلول نهاية الثمانينيات من القرن السابع عشر ، كانت قوانين حركة الكواكب حول الشمس معروفة ، والأبعاد الدقيقة جدًا للكرة الأرضية التي حددها بيكار من قياسات الدرجات (1670) ، حقيقة أن تسارع الجاذبية على سطح الأرض يتناقص من الشمال (N) إلى الجنوب (S) ، وقوانين جاليليو للميكانيكا وأبحاث Huygens حول حركة الأجسام على طول مسار منحني. أدى تعميم هذه الظواهر والحقائق بالعلماء إلى رؤية معقولة لكروية الأرض ، أي تشوهه في اتجاه القطبين (انحراف).
عمل نيوتن الشهير ، مبادئ الرياضيات الفلسفة الطبيعية"(1867) يضع عقيدة جديدة لشكل الأرض. توصل نيوتن إلى استنتاج مفاده أن شكل الأرض يجب أن يكون على شكل شكل إهليلجي للثورة مع انكماش قطبي طفيف (تم إثبات هذه الحقيقة من خلال انخفاض طول البندول الثاني مع انخفاض في خط العرض و a انخفاض الجاذبية من القطب إلى خط الاستواء بسبب حقيقة أن "الأرض أعلى قليلاً عند خط الاستواء).
استنادًا إلى فرضية أن الأرض تتكون من كتلة متجانسة من الكثافة ، حدد نيوتن نظريًا الضغط القطبي للأرض (α) في أول تقدير تقريبي ليكون تقريبًا 1: 230. في الواقع ، الأرض غير متجانسة: القشرة لها كثافة 2.6 جم / سم 3 ، بينما يبلغ متوسط ​​كثافة الأرض 5.52 جم / سم 3. ينتج عن التوزيع غير المتكافئ لكتل ​​الأرض انتفاخات وتقعرات لطيفة واسعة النطاق ، والتي تتحد لتشكل تلالًا ومنخفضات ومنخفضات وأشكال أخرى. لاحظ أن الارتفاعات الفردية فوق الأرض تصل إلى أكثر من 8000 متر فوق سطح المحيط. من المعروف أن سطح المحيط العالمي (MO) يحتل 71٪ ، الأرض - 29٪ ؛ يبلغ متوسط ​​عمق المحيط العالمي 3800 م ، ويبلغ متوسط ​​ارتفاع اليابسة 875 م ، وتبلغ المساحة الإجمالية لسطح الأرض 510 × 106 كم 2. ويترتب على البيانات المقدمة أن معظم الأرض مغطاة بالمياه ، مما يعطي سببًا لاعتبارها سطحًا مستويًا (LE) ، وفي النهاية ، للشكل العام للأرض. يمكن تمثيل شكل الأرض بتخيل سطح ، يتم توجيه قوة الجاذبية عند كل نقطة منه على طول الخط الطبيعي (على طول خط راسيا).
يُطلق على الشكل المعقد للأرض ، المحدود بسطح مستوٍ ، وهو بداية تقرير الارتفاع ، عادةً اسم الجيود. خلاف ذلك ، فإن سطح الجيود ، كسطح متساوي الجهد ، مثبت على سطح المحيطات والبحار ، والتي هي في حالة هدوء. تحت القارات ، يتم تعريف سطح الجيود على أنه السطح المتعامد عليه خطوط القوة(الشكل 3-1).
ملاحظة. تم اقتراح اسم شخصية الأرض - الجيود - من قبل الفيزيائي الألماني أ. ليستيج (1808 - 1882). عند رسم خريطة لسطح الأرض ، استنادًا إلى سنوات عديدة من البحث بواسطة العلماء ، يتم استبدال شكل الجيود المعقد ، دون المساس بالدقة ، بشخصية أبسط رياضيًا - الشكل الإهليلجي للثورة. الإليبسويد للثورةجسم هندسي، نتيجة دوران القطع الناقص حول المحور الثانوي.
يقترب الشكل الإهليلجي للثورة من جسم الجيود (الانحراف لا يتجاوز 150 مترًا في بعض الأماكن). تم تحديد أبعاد الشكل الإهليلجي للأرض من قبل العديد من علماء العالم.
بحث أساسيشخصيات من الأرض ، صنعها العلماء الروس F.N. كراسوفسكي وأ. Izotov ، جعل من الممكن تطوير فكرة مجسم إهليلجي ثلاثي المحاور ، مع الأخذ في الاعتبار الموجات الكبيرة من الجيود ؛ ونتيجة لذلك ، تم الحصول على معلماته الرئيسية.
في السنوات الأخيرة (أواخر العشرين و بداية الحادي والعشرين c.c.) يتم تحديد معلمات شكل الأرض وإمكانات الجاذبية الخارجية باستخدام الأجسام الفضائية واستخدام طرق البحث الفلكية الجيوديسية والجاذبية بطريقة موثوقة لدرجة أنه الآن نحن نتكلمحول تقييم قياساتهم في الوقت المناسب.
ينقسم مجسم الأرض الإهليلجي ثلاثي المحاور ، الذي يميز شكل الأرض ، إلى مجسم إهليلجي أرضي عام (كوكبي) ، مناسب لحل المشكلات العالمية لرسم الخرائط والجيوديسيا ، ومرجع إهليلجي يستخدم في مناطق معينة، دول العالم وأجزائها. الشكل الإهليلجي للدوران (كروي الشكل) هو سطح ثورة في فضاء ثلاثي الأبعاد يتكون من دوران شكل بيضاوي حول أحد محاوره الرئيسية. الشكل الإهليلجي للثورة هو جسم هندسي يتكون نتيجة دوران القطع الناقص حول محور ثانوي.

الجيود- شكل الأرض ، مقيدًا بمستوى سطح إمكانات الجاذبية ، متزامنًا في المحيطات مع متوسط ​​مستوى المحيط وممتد تحت القارات (القارات والجزر) بحيث يكون هذا السطح في كل مكان عموديًا على اتجاه الجاذبية. سطح الجيود أنعم من السطح المادي للأرض.

لا يحتوي شكل الجيود على تعبير رياضي دقيق ، ولإنشاء الإسقاطات الخرائطية ، يتم تحديد الشكل الهندسي الصحيح ، والذي يختلف قليلاً عن الجيود. أفضل تقريب للجيود هو الشكل الناتج عن دوران القطع الناقص حول محور قصير (قطع ناقص)

تم اقتراح مصطلح "الجيود" في عام 1873 من قبل عالم الرياضيات الألماني يوهان بينيديكت للإشارة إلى الشكل الهندسي، بشكل أكثر دقة من شكل إهليلجي للثورة ، يعكس الشكل الفريد لكوكب الأرض.

لأقصى حد شخصية معقدة- الجيود. إنه موجود من الناحية النظرية فقط ، ولكن في الممارسة العملية لا يمكن الشعور به أو رؤيته. يمكن للمرء أن يتخيل الجيود كسطح ، يتم توجيه قوة الجاذبية عند كل نقطة بشكل عمودي بدقة. إذا كان كوكبنا عبارة عن كرة عادية ممتلئة ببعض المواد بشكل متساوٍ ، فإن الخط الراقي عند أي نقطة عليه سينظر إلى مركز الكرة. لكن الوضع معقد بسبب حقيقة أن كثافة كوكبنا غير متجانسة. في بعض الأماكن توجد صخور ثقيلة ، وفي أماكن أخرى تنتشر الفراغات والجبال والمنخفضات على السطح بأكمله ، كما تتوزع السهول والبحار بشكل غير متساو. كل هذا يغير جهد الجاذبية عند كل نقطة محددة. حقيقة أن شكل الكرة الأرضية عبارة عن جيود هي المسؤولة أيضًا عن الرياح الأثيرية التي تهب على كوكبنا من الشمال.

غالبًا ما يتم استدعاء الأرض وليس بدون سبب كوكب مزدوجقمر الارض. القمر (سيلين ، في الأساطير اليونانية ، إلهة القمر) ، جارنا السماوي ، كان أول من درس مباشرة.

القمر هو قمر طبيعي للأرض يقع على مسافة 384 ألف كيلومتر (60 نصف قطر الأرض) منه. يبلغ متوسط ​​نصف قطر القمر 1738 كم (أقل بأربع مرات من الأرض تقريبًا). كتلة القمر هي 1/81 من كتلة الأرض ، وهي أكبر بكثير من النسب المماثلة للكواكب الأخرى في النظام الشمسي (باستثناء زوج بلوتو-شارون) ؛ لذلك ، يعتبر نظام الأرض والقمر كوكبًا مزدوجًا. لديها مركز ثقل مشترك - ما يسمى باري سنتر ، والذي يقع في جسم الأرض على مسافة 0.73 نصف قطر من مركزها (1700 كم من سطح المحيط). يدور كلا مكوّن النظام حول هذا المركز ، وهو المركز الباري الذي يدور حول الشمس. متوسط ​​الكثافةالمادة القمرية 3.3 جم / سم 3 (الأرضية - 5.5 جم / سم 3). حجم القمر أصغر بخمسين مرة من حجم الأرض. قوة جاذبية القمر 6 مرات أضعف من الأرض. يدور القمر حول محوره ، وهذا هو سبب تسويته قليلاً عند القطبين. محور دوران القمر مع الطائرة مدار القمرزاوية 83 درجة 22 ". مستوى مدار القمر لا يتطابق مع مستوى مدار الأرض ويميل إليها بزاوية 5 درجات 9". تسمى الأماكن التي يتقاطع فيها مداري الأرض والقمر بعُقد المدار القمري.

مدار القمر عبارة عن قطع ناقص ، في أحد بؤرته الأرض ، لذا فإن المسافة من القمر إلى الأرض تتراوح من 356 إلى 406 ألف كيلومتر. تسمى فترة الثورة المدارية للقمر ، وبالتالي ، نفس موقع القمر على الكرة السماوية بالشهر الفلكي (النجمي) (لاتيني سيدوس ، سيدريس (جنس) - نجم). إنه 27.3 يوم أرضي. شهر فلكييتزامن مع هذه الفترة التناوب اليوميالأقمار حول المحور بسبب سرعتها الزاوية المتطابقة (حوالي 13.2 درجة في اليوم) ، والتي تم إنشاؤها بسبب تأثير التباطؤ للأرض. بسبب تزامن هذه الحركات ، يواجهنا القمر دائمًا بجانب واحد. ومع ذلك ، فإننا نرى ما يقرب من 60٪ من سطحه بسبب الاهتزاز - التأرجح الظاهر للقمر لأعلى ولأسفل (بسبب عدم تطابق مستويات مداري القمر والأرض وميل محور دوران القمر إلى مدار) ومن اليسار إلى اليمين (نظرًا لحقيقة أن الأرض تقع في أحد بؤرة المدار القمري ، وأن نصف الكرة المرئي للقمر ينظر إلى مركز القطع الناقص).

عند التحرك حول الأرض ، يتخذ القمر مواقع مختلفة بالنسبة للشمس. ترتبط مراحل القمر المختلفة بهذا ، أي أشكال مختلفةالجزء المرئي منه. المراحل الأربع الرئيسية: القمر الجديد ، والربع الأول ، والقمر ، والربع الأخير. يسمى الخط الموجود على سطح القمر والذي يفصل الجزء المضيء من القمر عن الجزء غير المضاء بالنهاية.

عند القمر الجديد ، يكون القمر بين الشمس والأرض ويواجه الأرض بجانبها غير المضاء ، لذلك فهو غير مرئي. خلال الربع الأول ، يكون القمر مرئيًا من الأرض على مسافة زاوية 90 درجة من الشمس ، ولا تضيء أشعة الشمس سوى النصف الأيمن من جانب القمر المواجه للأرض. أثناء اكتمال القمر ، تكون الأرض بين الشمس والقمر ، ويضيء نصف الكرة الأرضية للقمر المواجه للأرض بواسطة الشمس ، ويكون القمر مرئيًا كقرص ممتلئ. في الربع الأخير ، ظهر القمر مرة أخرى من الأرض على مسافة زاوية 90 درجة من الشمس ، وتضيء أشعة الشمس النصف الأيسر من الجانب المرئي من القمر. في الفترات الفاصلة بين هذه المراحل الرئيسية ، يُرى القمر إما على شكل هلال ، أو كقرص غير مكتمل.

تسمى فترة التغيير الكامل لمراحل القمر ، أي فترة عودة القمر إلى موقعه الأصلي بالنسبة للشمس والأرض ، بالشهر المجمعي. بمتوسط ​​29.5 أيام شمسية. خلال الشهر المجمعي على القمر ، بمجرد حدوث تغيير في النهار والليل ، تكون مدته = 14.7 يومًا. الشهر السينودي أطول من الشهر الفلكي بأكثر من يومين. هذا نتيجة لحقيقة أن اتجاه الدوران المحوري للأرض والقمر يتزامن مع اتجاه الحركة المدارية للقمر. عندما يقوم القمر بثورة كاملة حول الأرض في 27.3 يومًا ، ستتحرك الأرض حوالي 27 درجة في مدارها حول الشمس ، نظرًا لأن سرعتها المدارية الزاوية تبلغ حوالي 1 درجة في اليوم. في هذه الحالة ، سيأخذ القمر نفس الموقع بين النجوم ، لكنه لن يكون في مرحلة اكتمال القمر ، لأنه لهذا يحتاج إلى التحرك على طول مداره بمقدار 27 درجة أخرى خلف الأرض "الهاربة". نظرًا لأن السرعة الزاوية للقمر تبلغ 13.2 درجة تقريبًا في اليوم ، فإنه يتغلب على هذه المسافة في حوالي يومين ويتقدم بالإضافة إلى ذلك بمقدار 2 درجة أخرى خلف الأرض المتحركة. نتيجة لذلك ، يكون الشهر السينودي أكثر من يومين أطول من الشهر الفلكي. بالرغم من أن القمر يتحرك حول الأرض من الغرب إلى الشرق ، حركة ظاهرةيحدث في السماء من الشرق إلى الغرب بسبب السرعة العالية لدوران الأرض مقارنة بالحركة المدارية للقمر. في الوقت نفسه ، أثناء الذروة العليا (أعلى نقطة في مساره في السماء) ، يظهر القمر اتجاه خط الزوال (شمال - جنوب) ، والذي يمكن استخدامه للتوجيه التقريبي على الأرض. ومنذ الذروة العليا للقمر عند مراحل مختلفةيحدث في ساعات مختلفة من اليوم: في الربع الأول - حوالي الساعة 18:00 ، أثناء اكتمال القمر - في منتصف الليل ، في الربع الأخير - في حوالي الساعة 6:00 صباحًا (بالتوقيت المحلي) ، ثم يمكن أن يكون هذا أيضًا تستخدم لتقريب الوقت في الليل.

منذ عدة آلاف من السنين ، ربما لاحظ الناس أن معظم الأشياء تسقط بشكل أسرع وأسرع ، وبعضها يسقط بشكل متساوٍ. لكن كيف تسقط هذه الأشياء بالضبط - لم يكن هذا السؤال مهتمًا بأي شخص. من أين أتت الشعوب البدائية لتعرف كيف ولماذا؟ إذا فكروا في الأسباب أو التفسيرات على الإطلاق ، فإن خوفهم الخرافي جعلهم على الفور يفكرون في الأرواح الصالحة والشريرة. يمكننا أن نتخيل بسهولة أن هؤلاء الناس ، بحياتهم المليئة بالمخاطر ، قد أخذوا في الاعتبار عظمالظواهر العادية "جيدة" وغير عادية - "سيئة".

يمر جميع الناس في تطورهم بمراحل عديدة من المعرفة: من هراء الخرافات إلى التفكير العلمي. في البداية ، أجرى الناس تجارب على شيئين. على سبيل المثال ، أخذوا حجرين ، وسمحوا لهما بالسقوط بحرية ، وأطلقوا سراحهم من أيديهم في نفس الوقت. ثم تم إلقاء حجرين مرة أخرى ، لكن هذه المرة على الجانبين أفقياً. ثم ألقوا حجرًا على الجانب ، وفي نفس اللحظة تركوا الحجر الثاني ، ولكن بطريقة تسقط عموديًا. تعلم الناس من هذه التجارب الكثير من المعلومات عن الطبيعة.

في سياق تطورها ، لم يكتسب الجنس البشري المعرفة فحسب ، بل اكتسب أيضًا الأحكام المسبقة. أفسحت الأسرار التجارية للحرفيين وتقاليدهم الطريق إلى معرفة منظمة بالطبيعة ، والتي جاءت من السلطات وتم الحفاظ عليها في الأعمال المطبوعة المعترف بها.

كانت هذه بداية العلم الحقيقي. جرب الناس على أساس يومي ، وتعلموا الحرف أو صنعوا آلات جديدة. من خلال التجارب على الأجسام المتساقطة ، وجد الناس أن الأحجار الصغيرة والكبيرة ، المنبعثة من اليدين في نفس الوقت ، تسقط بنفس السرعة. يمكن قول الشيء نفسه عن قطع الرصاص والذهب والحديد والزجاج ، إلخ. مجموعة متنوعة من الأحجام. يمكن استنتاج قاعدة عامة بسيطة من مثل هذه التجارب: السقوط الحر لجميع الأجسام يحدث بنفس الطريقة ، بغض النظر عن الحجم والمادة التي تتكون منها الأجسام.

يجب أن تكون هناك فجوة طويلة بين ملاحظة العلاقة السببية للظواهر والتجارب التي تم إجراؤها بعناية. زاد الاهتمام بحركة الجثث التي تسقط بحرية ويتم إلقاؤها مع تحسين الأسلحة. قدم استخدام الرماح والسهام والمنجنيق وحتى "أسلحة الحرب" الأكثر تعقيدًا معلومات بدائية وغامضة من مجال المقذوفات ، لكنها اتخذت شكل قواعد عمل الحرفيين بدلاً من معرفة علمية، - لم تكن هذه أفكار مصاغة.

قبل ألفي عام ، صاغ الإغريق قواعد السقوط الحر للأجساد وقدموا لها تفسيرات ، لكن هذه القواعد والتفسيرات لم تكن مدعمة بأدلة كافية. يبدو أن بعض العلماء القدامى قد أجروا تجارب معقولة جدًا على الأجسام الساقطة ، لكن استخدام الأفكار القديمة التي اقترحها أرسطو (حوالي 340 قبل الميلاد) في العصور الوسطى أربك المشكلة. واستمر هذا الارتباك لعدة قرون أخرى. زاد استخدام البارود بشكل كبير من الاهتمام بحركة الجثث. لكن غاليليو فقط (حوالي 1600) أعاد صياغة أسس المقذوفات في شكل قواعد واضحة تتفق مع الممارسة.

يبدو أن الفيلسوف والعالم اليوناني العظيم ، أرسطو ، يؤيد الفكرة الشائعة القائلة بأن الأجسام الثقيلة تسقط أسرع من الأجسام الخفيفة. سعى أرسطو وأتباعه إلى شرح سبب حدوث الأشياء ، لكنهم لم يهتموا دائمًا بمراقبة ما حدث وكيف حدث. شرح أرسطو أسباب سقوط الأجسام بطريقة بسيطة للغاية: قال إن الأجسام تميل إلى إيجاد مكانها الطبيعي على سطح الأرض. ووصف كيف تسقط الجثث ، فقد أدلى بعبارات مثل ما يلي: "... تمامًا مثل الحركة الهبوطية لقطعة من الرصاص أو الذهب ، أو أي جسم آخر موهوب بالوزن ، يحدث بشكل أسرع ، وكلما زاد حجمه ..." ، "... جسم أثقل من جسم آخر ، له نفس الحجم ، ولكنه يتحرك بشكل أسرع ...". عرف أرسطو أن الحجارة تسقط أسرع من ريش الطيور وقطع الخشب أسرع من نشارة الخشب.

في القرن الرابع عشر ، تمردت مجموعة من الفلاسفة من باريس على نظرية أرسطو واقترحت مخططًا أكثر منطقية ، تم تناقله من جيل إلى جيل وانتشر إلى إيطاليا ، مما أثر على جاليليو بعد قرنين من الزمان. الفلاسفة الباريسيونتحدثوا عن الحركة المتسارعة وحتى عن التسارع المستمر ، وشرحوا هذه المفاهيم بلغة قديمة.

لخص العالم الإيطالي العظيم جاليليو جاليلي المعلومات والأفكار المتاحة وحللها بشكل نقدي ، ثم وصفها وبدأ في نشر ما اعتبره صحيحًا. أدرك جاليليو أن أتباع أرسطو أصيبوا بالحيرة بسبب مقاومة الهواء. وأشار إلى أن الأجسام الكثيفة ، التي تكون مقاومة الهواء فيها ضئيلة ، تسقط بنفس السرعة تقريبًا. كتب جاليليو: "... الفرق في سرعة الحركة في الهواء لكرات الذهب والرصاص والنحاس والسماقي وغيرها من المواد الثقيلة ضئيل جدًا لدرجة أن كرة من الذهب في السقوط الحر على مسافة مائة ذراع ، سيتفوق بالتأكيد على كرة من النحاس بما لا يزيد عن أربعة أصابع. بعد أن قدمت هذه الملاحظة ، توصلت إلى استنتاج مفاده أنه في وسط خالٍ تمامًا من أي مقاومة ، ستسقط جميع الأجسام بنفس السرعة. بافتراض ما سيحدث في حالة السقوط الحر للأجساد في الفراغ ، استمد غاليليو القوانين التالية لسقوط الجثث للحالة المثالية:

1. عند السقوط ، تتحرك جميع الأجسام بنفس الطريقة: بعد أن بدأت في السقوط في نفس الوقت ، فإنها تتحرك بنفس السرعة

2. تحدث الحركة مع "تسارع مستمر". معدل الزيادة في سرعة الجسم لا يتغير ، أي. لكل ثانية تالية ، تزداد سرعة الجسم بنفس المقدار.

هناك أسطورة مفادها أن جاليليو أجرى تجربة توضيحية رائعة ، حيث ألقى أشياء خفيفة وثقيلة من أعلى برج بيزا المائل (يقول البعض إنه ألقى كرات فولاذية وخشبية ، بينما يدعي آخرون أنها كانت كرات حديدية تزن 0.5 و 50 كجم ). لا توجد أوصاف لمثل هذه التجربة العامة ، وبالتأكيد لم يبدأ جاليليو في إثبات حكمه بهذه الطريقة. كان جاليليو يعلم أن كرة خشبية ستقع خلف كرة حديدية ، لكنه كان يعتقد أن برجًا أطول سيكون مطلوبًا لإثبات سرعات السقوط المختلفة لكرتين من الحديد غير المتكافئين.

لذلك ، تتأخر الحجارة الصغيرة قليلاً عن الأحجار الكبيرة في الخريف ، ويصبح الفرق أكثر وضوحًا ، وكلما زادت المسافة التي تطير بها الحجارة. والنقطة هنا ليست فقط حجم الأجسام: فالكرات الخشبية والفولاذية من نفس الحجم لا تتساقط تمامًا. عرف جاليليو أن الوصف البسيط للأجسام المتساقطة تعيقه مقاومة الهواء. بعد أن وجدت أنه نظرًا لحجم الأجسام أو كثافة المادة التي صنعت منها ، تصبح حركة الأجسام أكثر اتساقًا ، ومن الممكن ، على أساس بعض الافتراضات ، صياغة قاعدة للحالة المثالية. يمكن للمرء أن يحاول تقليل مقاومة الهواء باستخدام التدفق حول جسم ما مثل ورقة ، على سبيل المثال.

لكن غاليليو لم يكن بإمكانه سوى تقليله ولم يستطع القضاء عليه تمامًا. لذلك كان عليه المضي قدمًا في الدليل ، والانتقال من الملاحظات الحقيقية إلى مقاومة الهواء المتناقصة باستمرار إلى الحالة المثالية حيث لا توجد مقاومة للهواء. في وقت لاحق ، في وقت لاحق ، كان قادرًا على شرح الاختلافات في التجارب الفعلية من خلال عزوها إلى مقاومة الهواء.

بعد فترة وجيزة من استخدام نظام Galileo ، تم إنشاء مضخات الهواء التي جعلت من الممكن تجربة السقوط الحر في الفراغ. تحقيقا لهذه الغاية ، قام نيوتن بتفريغ الهواء من أنبوب زجاجي طويل وأسقط ريشة طائر وعملة ذهبية من أعلى في نفس الوقت. حتى الأجسام التي اختلفت كثيرًا في كثافتها سقطت بنفس السرعة. كانت هذه التجربة هي التي قدمت اختبارًا حاسمًا لتخمين جاليليو. أدت تجارب جاليليو ومنطقه إلى ذلك قاعدة بسيطة، وهي صالحة تمامًا في حالة السقوط الحر للأجساد في الفراغ. يتم تنفيذ هذه القاعدة في حالة السقوط الحر للأجسام في الهواء بدقة محدودة. لذلك ، من المستحيل تصديقه كما في حالة مثالية. من أجل دراسة كاملة للسقوط الحر للأجسام ، من الضروري معرفة التغيرات في درجة الحرارة والضغط وما إلى ذلك التي تحدث أثناء الخريف ، أي لدراسة الجوانب الأخرى لهذه الظاهرة. لكن مثل هذه الدراسات ستكون مربكة ومعقدة ، وسيكون من الصعب ملاحظة علاقتها ، وهذا هو السبب في أنه في كثير من الأحيان في الفيزياء يجب على المرء أن يكتفي بحقيقة أن القاعدة هي نوع من التبسيط لقانون واحد.

والكثير علماء العصور الوسطىوعلم عصر النهضة أنه بدون مقاومة الهواء ، يسقط جسم من أي كتلة نفس الارتفاعفي نفس الوقت ، لم يتحقق جاليليو من خلال التجربة ودافع عن هذه العبارة فحسب ، بل أسس أيضًا نوع حركة الجسم الساقط عموديًا: "... يقولون إن الحركة الطبيعية لجسم ساقط تتسارع باستمرار. ومع ذلك ، فيما يتعلق بوقوع ذلك لم يتم تحديده بعد ؛ على حد علمي ، لم يثبت أحد حتى الآن أن المسافات التي يجتازها جسم ساقط في نفس الفترات الزمنية مرتبطة ببعضها البعض مثل الأرقام الفردية المتتالية. لذلك أنشأ جاليليو العلامة حركة متسارعة بشكل موحد:

S 1: S 2: S 3: ... = 1: 2: 3: ... (لـ V 0 = 0)

وبالتالي ، يمكننا أن نفترض أن السقوط الحر هو حركة متسارعة بشكل منتظم. نظرًا لأنه بالنسبة للحركة المتسارعة بشكل منتظم ، يتم حساب الإزاحة بواسطة الصيغة ، ثم إذا أخذنا ثلاث نقاط تقريبًا 1،2،3 يمر خلالها الجسم أثناء السقوط وكتبنا:

(التسارع أثناء السقوط الحر هو نفسه لجميع الأجسام) ، اتضح أن نسبة النزوح أثناء الحركة المتسارعة بشكل منتظم هي:

S 1: S 2: S 3 = t 1 2: t 2 2: t 3 2

إنها واحدة أخرى ميزة مهمةحركة متسارعة بشكل منتظم ، وبالتالي السقوط الحر للأجسام.

يمكن قياس تسارع السقوط الحر. إذا افترضنا أن التسارع ثابت ، فمن السهل جدًا قياسه عن طريق تحديد الفاصل الزمني الذي يمر فيه الجسم بجزء معروف من المسار ، ومرة ​​أخرى ، باستخدام النسبة a = 2S / t 2. يُشار إلى تسارع الجاذبية الثابت بالرمز g. يشتهر تسارع السقوط الحر بحقيقة أنه لا يعتمد على كتلة الجسم الساقط. في الواقع ، إذا تذكرنا تجربة العالم الإنجليزي الشهير نيوتن مع ريشة طائر وعملة ذهبية ، فيمكننا القول إنهما يسقطان بنفس التسارع ، على الرغم من اختلاف كتلتهما.

تعطي القياسات قيمة g تبلغ 9.8156 م / ث 2.

يتم توجيه متجه تسارع الجاذبية دائمًا عموديًا لأسفل ، على طول خط راسيا في مكان معين على الأرض.

ومع ذلك: لماذا تسقط الجثث؟ يمكننا القول ، بسبب الجاذبية أو الجاذبية. بعد كل شيء ، كلمة "جاذبية" من أصل لاتيني وتعني "ثقيل" أو "ثقيل". يمكننا القول أن الأجسام تسقط لأنها تزن. ولكن بعد ذلك لماذا تزن الأجساد؟ ويمكنك الإجابة بهذه الطريقة: لأن الأرض تجذبهم. وبالفعل ، يعلم الجميع أن الأرض تجذب الأجساد لأنها تسقط. نعم ، الفيزياء لا تعطي تفسيرًا للجاذبية ، فالأرض تجذب الأجسام لأن الطبيعة مرتبة. ومع ذلك ، يمكن للفيزياء أن تخبرنا الكثير من الأشياء الشيقة والمفيدة حول الجاذبية الأرضية. درس إسحاق نيوتن (1643-1727) حركة الأجرام السماوية - الكواكب والقمر. لقد كان مهتمًا أكثر من مرة بطبيعة القوة التي يجب أن تعمل على القمر بحيث يتم الاحتفاظ بها في مدار دائري تقريبًا عند التحرك حول الأرض. فكر نيوتن أيضًا في مشكلة الجاذبية التي تبدو غير ذات صلة. مع تسارع الأجسام الساقطة ، خلص نيوتن إلى أنها تعرضت لقوة يمكن أن تسمى قوة الجاذبية أو الجاذبية. لكن ما الذي يسبب قوة الجاذبية هذه؟ بعد كل شيء ، إذا كانت هناك قوة ما تؤثر على الجسم ، فهذا يعني أنها ناتجة عن جسم آخر. يتعرض أي جسم على سطح الأرض لفعل قوة الجاذبية هذه ، وحيثما يوجد الجسم ، يتم توجيه القوة المؤثرة عليه نحو مركز الأرض. خلص نيوتن إلى أن الأرض نفسها تخلق قوة جاذبية تؤثر على الأجسام الموجودة على سطحها.

إن تاريخ اكتشاف نيوتن لقانون الجاذبية الكونية معروف جيدًا. وفقًا للأسطورة ، كان نيوتن جالسًا في حديقته ولاحظ سقوط تفاحة من شجرة. وفجأة راودته فكرة أنه إذا كانت قوة الجاذبية تؤثر على قمة شجرة وحتى على قمة الجبال ، فربما تعمل على أي مسافة. لذا فإن فكرة أن جاذبية الأرض هي التي تبقي القمر في مداره قد خدم نيوتن كأساس بدأ منه بناء نظريته العظيمة عن الجاذبية.

لأول مرة ، نشأت فكرة أن طبيعة القوى التي تسقط الحجر وتحدد حركة الأجرام السماوية هي نفسها حتى مع طالب نيوتن. لكن الحسابات الأولى لم تعطِ نتائج صحيحة لأن البيانات المتاحة في ذلك الوقت حول المسافة من الأرض إلى القمر كانت غير دقيقة. بعد 16 عامًا ، ظهرت معلومات جديدة ومصححة حول هذه المسافة. بعد إجراء حسابات جديدة غطت حركة القمر ، تم اكتشاف جميع كواكب النظام الشمسي بحلول ذلك الوقت ، والمذنبات ، والمد والجزر ، وتم نشر النظرية.

يعتقد العديد من مؤرخي العلوم الآن أن نيوتن اخترع هذه القصة من أجل تأجيل تاريخ الاكتشاف إلى الستينيات من القرن السابع عشر ، بينما تشير مراسلاته ومذكراته إلى أنه جاء بالفعل إلى قانون الجاذبية الكونية حوالي عام 1685.

بدأ نيوتن بتحديد حجم قوة الجاذبية التي تعمل بها الأرض على القمر من خلال مقارنتها بحجم القوة المؤثرة على الأجسام الموجودة على سطح الأرض. على سطح الأرض ، تعطي قوة الجاذبية الأجسام تسارعًا g = 9.8 m / s 2. لكن ما هو تسارع الجاذبية للقمر؟ نظرًا لأن القمر يتحرك في دائرة بشكل موحد تقريبًا ، يمكن حساب تسارعه بالصيغة:

يمكن إيجاد هذا التسارع بالقياسات. يساوي

2.73 * 10 -3 م / ث 2. إذا عبرنا عن هذا العجلة بدلالة عجلة الجاذبية g بالقرب من سطح الأرض ، نحصل على:

وبالتالي ، فإن تسارع القمر الموجه نحو الأرض هو 1/3600 من تسارع الأجسام بالقرب من سطح الأرض. يبعد القمر 385000 كم عن الأرض ، أي ما يقرب من 60 مرة نصف قطر الأرض ، أي 6380 كم. هذا يعني أن القمر يبعد 60 مرة عن مركز الأرض عن الأجسام الموجودة على سطح الأرض. لكن 60 * 60 = 3600! من هذا ، خلص نيوتن إلى أن قوة الجاذبية المؤثرة من الأرض على أي أجسام تتناقص بالتناسب العكسي مع مربع المسافة التي تفصلها عن مركز الأرض:

قوة الجاذبية ~ 1 / ص 2

القمر ، على بعد 60 نصف قطر من الأرض ، يواجه قوة جذب تساوي 1/60 2 = 1/3600 فقط من القوة التي قد يتعرض لها إذا كان على سطح الأرض. أي جسم يقع على مسافة 385000 كم من الأرض ، بسبب جاذبية الأرض ، يكتسب نفس تسارع القمر ، وهو 2.73 * 10 -3 م / ث 2.

أدرك نيوتن أن قوة الجاذبية لا تعتمد فقط على المسافة إلى الجسم المنجذب ، ولكن أيضًا على كتلته. في الواقع ، تتناسب قوة الجاذبية طرديًا مع كتلة الجسم المنجذب ، وفقًا لقانون نيوتن الثاني. من قانون نيوتن الثالث ، يمكن ملاحظة أنه عندما تعمل الأرض عن طريق الجاذبية على جسم آخر (على سبيل المثال ، القمر) ، فإن هذا الجسم ، بدوره ، يعمل على الأرض بقوة متساوية ومعاكسة:

بفضل هذا ، اقترح نيوتن أن حجم قوة الجاذبية يتناسب مع كلا الكتلتين. في هذا الطريق:

حيث م 3 كتلة الأرض ، م تي هي كتلة جسم آخر ، ص هي المسافة من مركز الأرض إلى مركز الجسم.

مواصلة دراسة الجاذبية ، تحرك نيوتن خطوة أخرى إلى الأمام. قرر أن القوة المطلوبة للحفاظ على الكواكب المختلفة في مداراتها حول الشمس تتناقص بنسبة عكسية مع مربع مسافاتها من الشمس. قاده ذلك إلى فكرة أن القوة المؤثرة بين الشمس وكل من الكواكب وإبقائها في مداراتها هي أيضًا قوة من قوى التفاعل الجاذبي. كما اقترح أن طبيعة القوة التي تحافظ على الكواكب في مداراتها مطابقة لطبيعة قوة الجاذبية التي تعمل على جميع الأجسام القريبة من سطح الأرض (سنتحدث عن الجاذبية لاحقًا). وأكد التحقق افتراض وجود طبيعة واحدة لهذه القوات. ثم إذا كان تأثير الجاذبية موجودًا بين هذه الأجسام ، فلماذا لا يوجد بين جميع الأجسام؟ وهكذا توصل نيوتن إلى قانونه الشهير للجاذبية العامة ، والذي يمكن صياغته على النحو التالي:

كل جسيم في الكون يجذب كل جسيم آخر بقوة تتناسب طرديًا مع ناتج كتلها وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما. تعمل هذه القوة على طول الخط الذي يربط بين هذين الجسيمين.

يمكن كتابة حجم هذه القوة على النحو التالي:

أين وكتلا جسيمين ، هي المسافة بينهما ، وثابت الجاذبية ، والذي يمكن قياسه تجريبياً وله نفس القيمة العددية لجميع الأجسام.

يحدد هذا التعبير مقدار قوة الجاذبية التي يعمل بها جسيم على آخر ، يقع على مسافة منه. بالنسبة إلى جسمين غير نقطيين ، لكنهما متجانسين ، يصف هذا التعبير التفاعل بشكل صحيح ، إذا كانت المسافة بين مراكز الأجسام. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت الأجسام الممتدة صغيرة مقارنة بالمسافات بينها ، فلن نخطئ كثيرًا إذا اعتبرنا الأجسام جسيمات نقطية (كما هو الحال بالنسبة لنظام الأرض والشمس).

إذا كان من الضروري مراعاة قوة الجاذبية التي تعمل على جسيم معين من جانب اثنين أو أكثر من الجسيمات الأخرى ، على سبيل المثال ، القوة المؤثرة على القمر من الأرض والشمس ، فهذا ضروري لكل زوج من الجسيمات تتفاعل الجسيمات لاستخدام معادلة قانون الجاذبية الكونية ، ثم نجمع القوى المتجهية ، المؤثرة على الجسيم.

يجب أن تكون قيمة الثابت صغيرة جدًا ، لأننا لا نلاحظ أي قوة تعمل بين الأجسام ذات الأحجام العادية. تم قياس القوة المؤثرة بين جسمين من الحجم العادي لأول مرة في عام 1798. هنري كافنديش - بعد 100 عام من نشر نيوتن قانونه. لاكتشاف وقياس مثل هذه القوة الصغيرة بشكل لا يصدق ، استخدم الإعداد الموضح في الشكل. 3.

يتم تثبيت كرتين في نهايات قضيب أفقي خفيف معلق في المنتصف من خيط رفيع. عندما تقترب الكرة المسماة A من إحدى الكرات المعلقة ، فإن قوة الجاذبية تتسبب في تحريك الكرة الملتصقة بالقضيب ، مما يتسبب في التواء الخيط قليلاً. يتم قياس هذا الإزاحة الطفيفة عن طريق شعاع ضيق من الضوء موجه إلى مرآة مثبتة على خيط بحيث يسقط شعاع الضوء المنعكس على المقياس. القياسات السابقة لالتواء الخيط تحت تأثير قوى معروفة تجعل من الممكن تحديد حجم قوة تفاعل الجاذبية التي تعمل بين جسمين. يتم استخدام جهاز من هذا النوع في تصميم مقياس الجاذبية ، والذي يمكنك من خلاله قياسه بدقة تغييرات طفيفةالجاذبية بالقرب من صخرة تختلف في كثافتها عن الصخور المجاورة. يستخدم هذا الجهاز من قبل الجيولوجيين للبحث قشرة الأرضواستكشاف المعالم الجيولوجية التي تدل على ترسب النفط. في إصدار واحد من جهاز Cavendish ، يتم تعليق كرتين على ارتفاعات مختلفة. ثم ينجذبون بطرق مختلفة بواسطة رواسب كثيفة قريبة من السطح. صخر؛ لذلك ، عند توجيه الشريط بشكل صحيح بالنسبة للحقل ، سوف يدور قليلاً. يستبدل مستكشفو النفط الآن عدادات الجاذبية هذه بأدوات تقيس بشكل مباشر التغيرات الصغيرة في مقدار تسارع الجاذبية g ، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا.

لم يؤكد كافنديش فرضية نيوتن بأن الأجسام تجذب بعضها البعض وأن الصيغة تصف هذه القوة بشكل صحيح. نظرًا لأن كافنديش كان قادرًا على قياس الكميات بدقة جيدة ، فقد تمكن أيضًا من حساب مقدار الثابت. من المقبول حاليًا أن هذا الثابت يساوي

يظهر مخطط إحدى التجارب على القياس في الشكل 4.

يتم تعليق كرتين من نفس الكتلة من طرفي عارضة التوازن. أحدهما فوق لوحة الرصاص والآخر أسفله. الرصاص (تم أخذ 100 كجم من الرصاص للتجربة) يزيد من وزن الكرة اليمنى بجاذبيتها ويقلل من وزن الكرة اليسرى. الكرة اليمنى تفوق الكرة اليسرى. يتم حساب القيمة بانحراف حزمة التوازن.

يعتبر اكتشاف قانون الجاذبية الكونية بحق أحد أعظم انتصارات العلم. وربط هذا الانتصار باسم نيوتن ، يريد المرء قسراً أن يسأل لماذا كان هذا العالم الطبيعي اللامع ، وليس جاليليو ، على سبيل المثال ، هو من اكتشف قوانين السقوط الحر للأجساد ، وليس روبرت هوك أو أي من أسلاف نيوتن البارزين الآخرين. أو المعاصرين الذين تمكنوا من تحقيق هذا الاكتشاف؟

هذه ليست مسألة مجرد صدفة وسقوط التفاح. كان العامل الرئيسي المحدد هو أن القوانين التي اكتشفها نيوتن ، تنطبق على وصف أي حركة. كانت هذه القوانين ، قوانين ميكانيكا نيوتن ، هي التي جعلت من الممكن أن نفهم بوضوح أن القوى هي الأساس الذي يحدد سمات الحركة. كان نيوتن أول من فهم بوضوح تمامًا ما الذي يجب البحث عنه بالضبط لشرح حركة الكواكب - كان من الضروري البحث عن القوى والقوى فقط. إن إحدى الخصائص الأكثر روعة لقوى الجاذبية العالمية ، أو كما يطلق عليها غالبًا ، قوى الجاذبية ، تنعكس بالفعل في الاسم الذي أطلقه نيوتن: الكوني. كل شيء له كتلة - والكتلة متأصلة في أي شكل ، أي نوع من المادة - يجب أن يختبر تفاعلات الجاذبية. في الوقت نفسه ، من المستحيل عزل قوى الجاذبية. لا توجد حواجز أمام الجاذبية العالمية. يمكنك دائمًا وضع حاجز لا يمكن التغلب عليه في المجال الكهربائي والمغناطيسي. لكن تفاعل الجاذبية ينتقل بحرية عبر أي جسم. الشاشات المصنوعة من مواد خاصة منيعة على الجاذبية لا يمكن أن توجد إلا في خيال مؤلفي كتب الخيال العلمي.

لذا ، فإن قوى الجاذبية موجودة في كل مكان وتنتشر في كل مكان. لماذا لا نشعر بجاذبية معظم الأجسام؟ إذا قمنا بحساب نسبة جاذبية الأرض ، على سبيل المثال ، جاذبية إيفرست ، فقد تبين أن هذه النسبة هي فقط جزء من الألف في المائة. لا تتجاوز قوة الجذب المتبادل بين شخصين متوسط ​​وزنهما مسافة متر واحد بينهما ثلاث مائة مليغرام. قوة الجاذبية ضعيفة جدًا. حقيقة أن قوى الجاذبية ، بشكل عام ، أضعف بكثير من القوى الكهربائية ، تسبب فصلًا غريبًا لمجالات تأثير هذه القوى. على سبيل المثال ، بعد حساب أنه في الذرات يكون جاذبية الإلكترونات للنواة أضعف عدة مرات من الجاذبية الكهربائية ، فمن السهل أن نفهم أن العمليات داخل الذرة يتم تحديدها عمليًا بالقوى الكهربائية وحدها. تصبح قوى الجاذبية ملموسة ، وأحيانًا عظيمة ، عندما تظهر مثل هذه الكتل الضخمة في التفاعل ، مثل الجماهير أجسام الفضاء: الكواكب والنجوم وما إلى ذلك. لذلك ، تنجذب الأرض والقمر بقوة تبلغ حوالي 20.000.000.000.000.000 طن. حتى هذه النجوم البعيدة ، التي يأتي ضوءها من الأرض لسنوات ، تنجذب إلى كوكبنا بقوة يتم التعبير عنها في شكل مثير للإعجاب - مئات الملايين من الأطنان.

يتناقص الانجذاب المتبادل بين جسمين عندما يبتعدان عن بعضهما البعض. لنقم عقليًا بالتجربة التالية: سنقيس القوة التي تجذب بها الأرض أي جسم ، على سبيل المثال ، وزنه عشرين كيلوغرامًا. دع التجربة الأولى تتوافق مع مثل هذه الظروف عندما يتم وضع الوزن على مسافة كبيرة جدًا من الأرض. في ظل هذه الظروف ، فإن قوة الجذب (التي يمكن قياسها باستخدام أكثر مقاييس الزنبرك العادية) ستكون صفرًا عمليًا. مع اقترابنا من الأرض ، سيظهر الانجذاب المتبادل وسيزداد تدريجيًا ، وأخيرًا ، عندما يكون الوزن على سطح الأرض ، سيتوقف سهم توازن الزنبرك عند قسم "20 كجم" ، حيث أن ما نسميه الوزن المستخرج من دوران الأرض ليس شيئًا سوى القوة التي تجذب بها الأرض الأجسام الموجودة على سطحها (انظر أدناه). إذا واصلنا التجربة وخفضنا الوزن إلى عمود عميق ، فسيؤدي ذلك إلى تقليل القوة المؤثرة على الوزن. يمكن ملاحظة ذلك على الأقل من حقيقة أنه إذا تم وضع الوزن في مركز الأرض ، فسيكون الانجذاب من جميع الجوانب متوازنًا بشكل متبادل وسيتوقف سهم توازن الزنبرك عند الصفر تمامًا.

لذلك ، لا يمكن للمرء أن يقول ببساطة أن قوى الجاذبية تتناقص مع زيادة المسافة - يجب على المرء دائمًا أن ينص على أن هذه المسافات نفسها ، مع مثل هذه الصيغة ، تعتبر أكبر بكثير من أبعاد الأجسام. في هذه الحالة يكون القانون الذي صاغه نيوتن محقًا في أن قوى الجاذبية العامة تنخفض في تناسب عكسي مع مربع المسافة بين الأجسام الجاذبة. ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كان هذا تغييرًا سريعًا أم غير سريع جدًا مع المسافة؟ هل يعني هذا القانون أن التفاعل محسوس عمليًا فقط بين أقرب الجيران ، أم أنه يمكن ملاحظته حتى على مسافات كبيرة إلى حد ما؟

دعونا نقارن قانون التناقص مع مسافة قوى الجاذبية مع القانون الذي بموجبه تقل الإضاءة مع المسافة من المصدر. في حالة واحدة وفي الحالة الأخرى ، يعمل نفس القانون - التناسب العكسي مع مربع المسافة. لكن بعد كل شيء ، نرى نجومًا تقع على مسافات شاسعة منّا ، حتى أن شعاع الضوء ، الذي لا مثيل له في السرعة ، لا يمكن أن يمر إلا في مليارات السنين. ولكن إذا وصل إلينا ضوء هذه النجوم ، فيجب الشعور بجاذبيتها ، على الأقل بشكل ضعيف جدًا. وبالتالي ، فإن تأثير قوى الجاذبية العامة يمتد ، متناقصًا بالضرورة ، إلى مسافات غير محدودة عمليًا. نصف قطر عملها هو اللانهاية. قوى الجاذبية هي قوى بعيدة المدى. بسبب تأثيرها بعيد المدى ، فإن الجاذبية تربط جميع الأجسام في الكون.

يتجلى البطء النسبي لانخفاض القوى مع المسافة في كل خطوة في ظروفنا الأرضية: بعد كل شيء ، كل الأجسام ، التي يتم نقلها من ارتفاع إلى آخر ، تغير وزنها بشكل طفيف للغاية. على وجه التحديد لأنه مع تغيير طفيف نسبيًا في المسافة - في هذه الحالة إلى مركز الأرض - لا تتغير قوى الجاذبية عمليًا.

إن الارتفاعات التي تتحرك عندها الأقمار الصناعية يمكن مقارنتها بالفعل بنصف قطر الأرض ، لذلك من الضروري للغاية حساب مسارها ، مع الأخذ في الاعتبار التغيير في قوة الجاذبية مع زيادة المسافة.

لذلك ، جادل جاليليو بأن جميع الأجسام التي يتم إطلاقها من ارتفاع معين بالقرب من سطح الأرض ستسقط بنفس التسارع g (إذا أهملنا مقاومة الهواء). القوة التي تسبب هذا التسارع تسمى الجاذبية. دعونا نطبق قانون نيوتن الثاني على قوة الجاذبية ، معتبرين أن تسارع السقوط الحر g هو العجلة a. وبالتالي ، يمكن كتابة قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم على النحو التالي:

يتم توجيه هذه القوة إلى أسفل نحو مركز الأرض.

لان في نظام SI g \ u003d 9.8 ، فإن قوة الجاذبية المؤثرة على جسم كتلته 1 كجم هي.

نطبق معادلة قانون الجاذبية العامة لوصف قوة الجاذبية - قوة الجاذبية بين الأرض والجسم الموجود على سطحها. ثم يتم استبدال m 1 بكتلة الأرض m 3 ، و r - بالمسافة إلى مركز الأرض ، أي إلى نصف قطر الأرض ص 3. وهكذا نحصل على:

حيث م هي كتلة الجسم الموجود على سطح الأرض. من هذه المساواة يترتب على ذلك:

بمعنى آخر ، يتم تحديد تسارع السقوط الحر على سطح الأرض g بواسطة القيمتين m 3 و r 3.

على القمر ، أو على الكواكب الأخرى ، أو في الفضاء الخارجي ، ستكون قوة الجاذبية المؤثرة على جسم من نفس الكتلة مختلفة. على سبيل المثال ، على سطح القمر ، g تساوي فقط سدس g على الأرض ، ويتعرض جسم يبلغ وزنه 1 كجم لقوة تبلغ 1.7 N فقط من الجاذبية.

حتى تم قياس ثابت الجاذبية G ، ظلت كتلة الأرض غير معروفة. وفقط بعد قياس G ، باستخدام النسبة ، كان من الممكن حساب كتلة الأرض. تم القيام بذلك لأول مرة بواسطة هنري كافنديش بنفسه. الاستعاضة في الصيغة عن تسارع السقوط الحر ، والقيمة g \ u003d 9.8 m / s ونصف قطر الأرض r c \ u003d 6.38 10 6 نحصل عليها القيمة التاليةكتل الأرض:

بالنسبة لقوة الجاذبية المؤثرة على الأجسام القريبة من سطح الأرض ، يمكن ببساطة استخدام التعبير mg. إذا كان من الضروري حساب قوة الجذب المؤثرة على جسم يقع على مسافة ما من الأرض ، أو القوة التي يسببها جرم سماوي آخر (على سبيل المثال ، القمر أو كوكب آخر) ، فيجب استخدام قيمة g ، محسوبًا باستخدام الصيغة المعروفة ، حيث يجب استبدال r 3 و m 3 بالمسافة والكتلة المقابلة ، يمكنك أيضًا استخدام صيغة قانون الجاذبية العامة مباشرةً. هناك عدة طرق لتحديد عجلة الجاذبية بدقة شديدة. يمكن للمرء أن يجد g ببساطة عن طريق وزن وزن قياسي على ميزان زنبركي. يجب أن تكون المقاييس الجيولوجية مذهلة - فنابضها يغير التوتر عند إضافة حمولة أقل من جزء من المليون من الجرام. يتم الحصول على نتائج ممتازة من خلال موازين الكوارتز الالتوائية. أجهزتهم ، من حيث المبدأ ، بسيطة. يتم لحام الرافعة في خيوط الكوارتز الممدودة أفقيًا ، مع ثقل الفتيل الملتوي قليلاً:

يستخدم البندول أيضًا لنفس الغرض. حتى وقت قريب ، كانت طرق البندول لقياس g هي الوحيدة ، وفقط في الستينيات والسبعينيات. بدأوا في استبدالهم بطرق وزن أكثر ملاءمة ودقة. على أي حال ، عن طريق قياس فترة التذبذب البندول الرياضي، وفقًا للصيغة ، يمكنك العثور على قيمة g بدقة تامة. من خلال قياس قيمة g في أماكن مختلفة على نفس الأداة ، يمكن للمرء أن يحكم على التغيرات النسبية في قوة الجاذبية بدقة أجزاء لكل مليون.

قيم تسارع السقوط الحر g in نقاط مختلفةالأراضي مختلفة إلى حد ما. من الصيغة g = Gm 3 ، يمكن ملاحظة أن قيمة g يجب أن تكون أصغر ، على سبيل المثال ، عند قمم الجبال منها عند مستوى سطح البحر ، نظرًا لأن المسافة من مركز الأرض إلى قمة الجبل إلى حد ما أكبر. في الواقع ، تم تأسيس هذه الحقيقة تجريبيًا. ومع ذلك ، فإن الصيغة g = Gm 3 / r 3 2 لا تعطي القيمة الدقيقة لـ g في جميع النقاط ، لأن سطح الأرض ليس كرويًا تمامًا: لا توجد الجبال والبحار على سطحه فحسب ، بل توجد أيضًا تغيير في نصف قطر الأرض عند خط الاستواء ؛ بالإضافة إلى ذلك ، لا يتم توزيع كتلة الأرض بشكل موحد ؛ يؤثر دوران الأرض أيضًا على التغيير في g.

ومع ذلك ، تبين أن خصائص تسارع الجاذبية أكثر تعقيدًا مما اعتقد جاليليو. اكتشف أن مقدار العجلة يعتمد على خط العرض الذي تُقاس به:

يختلف مقدار تسارع السقوط الحر أيضًا باختلاف الارتفاع فوق سطح الأرض:

يتم دائمًا توجيه متجه تسارع الجاذبية عموديًا لأسفل ، ولكن على طول خط راسيا في موقع معين على الأرض.

وبالتالي ، على نفس خط العرض وعلى نفس الارتفاع فوق مستوى سطح البحر ، يجب أن يكون تسارع الجاذبية هو نفسه. تظهر القياسات الدقيقة أنه في كثير من الأحيان هناك انحرافات عن هذه القاعدة - شذوذ الجاذبية. سبب الشذوذ هو التوزيع الكتلي غير المتجانس بالقرب من موقع القياس.

كما ذكرنا سابقًا ، يمكن تمثيل قوة الجاذبية من جانب جسم كبير كمجموع القوى المؤثرة من الجسيمات الفردية لجسم كبير. إن جاذبية الأرض للبندول هي نتيجة عمل كل جسيمات الأرض الموجودة عليها. لكن من الواضح أن الجسيمات القريبة تقدم أكبر مساهمة في القوة الكلية - فبعد كل شيء ، يتناسب الجذب عكسًا مع مربع المسافة.

إذا تم تركيز الكتل الثقيلة بالقرب من مكان القياس ، فستكون g أكبر من القاعدة ، وإلا فإن g أقل من القاعدة.

على سبيل المثال ، إذا تم قياس g على جبل أو على متن طائرة تحلق فوق البحر على ارتفاع جبل ، فسيتم الحصول على رقم كبير في الحالة الأولى. كما أن قيمة g على الجزر المحيطية المنعزلة أعلى من المعيار. من الواضح أنه في كلتا الحالتين ، يتم تفسير الزيادة في g من خلال تركيز كتل إضافية في مكان القياس.

ليس فقط قيمة g ، ولكن أيضًا اتجاه الجاذبية يمكن أن ينحرف عن القاعدة. إذا علقت حملًا على خيط ، فسيظهر الخيط الممدود العمودي لهذا المكان. قد ينحرف هذا الرأسي عن القاعدة. الاتجاه "الطبيعي" للعمودي معروف للجيولوجيين من الخرائط الخاصة ، والتي ، وفقًا للبيانات الخاصة بقيم g ، يتم بناء الشكل "المثالي" للأرض.

لنقم بتجربة خط راسيا عند سفح جبل كبير. تنجذب الأرض إلى مركزها والجبل - إلى الجانب. يجب أن ينحرف الخط الراقي في ظل هذه الظروف عن الاتجاه الرأسي العادي. نظرًا لأن كتلة الأرض أكبر بكثير من كتلة الجبل ، فإن هذه الانحرافات لا تتجاوز بضع ثوانٍ قوسية.

يتم تحديد الوضع الرأسي "العادي" بواسطة النجوم ، منذ أي وقت مضى نقطة جغرافيةتم حسابه في أي مكان في السماء في لحظة معينة من اليوم والسنة "يستقر" عمودي الشكل "المثالي" للأرض.

تؤدي انحرافات الخط الراقي أحيانًا إلى نتائج غريبة. على سبيل المثال ، في فلورنسا ، لا يؤدي تأثير جبال الأبينيني إلى الانجذاب ، ولكن إلى تنافر الخط الشاقولي. يمكن أن يكون هناك تفسير واحد فقط: هناك فراغات ضخمة في الجبال.

يتم الحصول على نتيجة رائعة من خلال قياس تسارع الجاذبية على مقياس القارات والمحيطات. القارات أثقل بكثير من المحيطات ، لذلك يبدو أن قيم g فوق القارات يجب أن تكون أكبر. من فوق المحيطات. في الواقع ، قيم g ، على طول نفس خط العرض فوق المحيطات والقارات ، هي في المتوسط ​​هي نفسها.

مرة أخرى ، هناك تفسير واحد فقط: القارات ترتكز على صخور أخف ، والمحيطات على صخور أثقل. في الواقع ، حيثما يكون الاستكشاف المباشر ممكنًا ، يثبت الجيولوجيون أن المحيطات ترتكز على صخور بازلتية ثقيلة ، والقارات على صخور صوان خفيفة.

لكن السؤال التالي يطرح نفسه على الفور: لماذا تعوض الصخور الثقيلة والخفيفة تمامًا عن الفرق في الأوزان بين القارات والمحيطات؟ لا يمكن أن يكون هذا التعويض مسألة صدفة ؛ يجب أن تكون أسبابه متجذرة في بنية قشرة الأرض.

يعتقد الجيولوجيون أن الأجزاء العلوية من قشرة الأرض تبدو وكأنها تطفو على البلاستيك الأساسي ، أي الكتلة القابلة للتشوه بسهولة. يجب أن يكون الضغط على أعماق حوالي 100 كم هو نفسه في كل مكان ، تمامًا مثل الضغط في قاع إناء به ماء ، حيث تطفو قطع من الخشب بأوزان مختلفة ، هو نفسه. لذلك ، يجب أن يكون لعمود مساحته 1 م 2 من السطح إلى عمق 100 كم نفس الوزن تحت المحيط وتحت القارات.

تؤدي معادلة الضغوط هذه (تسمى التوازنات) إلى حقيقة أن قيمة تسارع الجاذبية g لا تختلف اختلافًا كبيرًا فوق المحيطات والقارات على طول خط العرض نفسه. تعمل شذوذات الجاذبية المحلية على خدمة الاستكشاف الجيولوجي ، والغرض منه هو العثور على رواسب من المعادن تحت الأرض ، دون حفر ثقوب ، ودون حفر المناجم.

يجب البحث عن خام ثقيل في تلك الأماكن التي يكون فيها g أكبر. على العكس من ذلك ، يتم الكشف عن رواسب الملح الخفيف بقيم g التي تم التقليل من شأنها محليًا. يمكنك قياس g لأقرب جزء من مليون من 1 م / ث 2.

تسمى طرق الاستطلاع التي تستخدم البندولات والمقاييس فائقة الدقة الجاذبية. إنها ذات أهمية عملية كبيرة ، لا سيما للبحث عن النفط. الحقيقة هي أنه من خلال طرق الاستكشاف بالجاذبية ، من السهل اكتشاف قباب الملح تحت الأرض ، وغالبًا ما يتضح أنه حيثما يوجد ملح ، يوجد أيضًا زيت. علاوة على ذلك ، يكمن الزيت في الأعماق ، والملح أقرب إلى سطح الأرض. تم اكتشاف النفط عن طريق التنقيب عن الجاذبية في كازاخستان وأماكن أخرى.

بدلاً من سحب العربة بزنبرك ، يمكن تسريعها عن طريق ربط سلك يتم إلقاؤه فوق البكرة ، حيث يتم تعليق الحمولة من الطرف الآخر. ثم يتم تحديد القوة التي تضفي التسارع على وزن هذا الحمل. يتم نقل تسارع السقوط الحر مرة أخرى إلى الجسم من خلال وزنه.

في الفيزياء ، الوزن هو الاسم الرسمي للقوة ، ويرجع ذلك إلى انجذاب الأشياء إلى سطح الأرض - "جاذبية الجاذبية". حقيقة أن الأجسام تنجذب نحو مركز الأرض تجعل هذا التفسير معقولاً.

كيفما عرفته ، الوزن قوة. لا تختلف عن أي قوة أخرى ، باستثناء سمتين: الوزن موجه عموديًا ويعمل باستمرار ، ولا يمكن التخلص منه.

من أجل قياس وزن الجسم بشكل مباشر ، يجب علينا استخدام ميزان زنبركي معاير بوحدات القوة. نظرًا لأن هذا غالبًا ما يكون غير مريح ، فإننا نقارن وزنًا بآخر باستخدام مقياس توازن ، أي اوجد العلاقة:

جاذبية الأرض على الجسم X جذب الأرض- E على نطاق واسع

افترض أن الجسم X ينجذب 3 مرات أقوى من معيار الكتلة. في هذه الحالة ، نقول إن جاذبية الأرض التي تؤثر على الجسم X تساوي 30 نيوتن من القوة ، مما يعني أنها 3 أضعاف جاذبية الأرض التي تعمل على كيلوغرام من الكتلة. غالبًا ما يتم الخلط بين مفهومي الكتلة والوزن ، وهناك فرق كبير بينهما. الكتلة هي خاصية للجسم نفسه (إنها مقياس للقصور الذاتي أو "مقدار المادة"). الوزن هو القوة التي يعمل بها الجسم على الدعامة أو يمتد التعليق (الوزن عدديًا يساوي القوةالجاذبية إذا لم يكن للدعم أو التعليق تسارع).

إذا استخدمنا مقياسًا زنبركيًا لقياس وزن جسم بدقة عالية جدًا ، ثم نقلنا المقاييس إلى مكان آخر ، فسنجد أن وزن الجسم على سطح الأرض يختلف نوعًا ما من مكان إلى آخر. نحن نعلم أنه بعيدًا عن سطح الأرض ، أو في أعماق الكرة الأرضية ، يجب أن يكون الوزن أقل بكثير.

هل تتغير الكتلة؟ توصل العلماء ، بعد تفكيرهم في هذه المسألة ، إلى استنتاج مفاده أن الكتلة يجب أن تظل دون تغيير. حتى في مركز الأرض ، حيث يجب أن تنتج الجاذبية ، التي تعمل في جميع الاتجاهات ، قوة صافية مقدارها صفر ، فإن الجسم سيظل له نفس الكتلة.

وهكذا ، فإن الكتلة ، مقاسة بالصعوبة التي نواجهها في محاولة تسريع حركة عربة صغيرة ، هي نفسها في كل مكان: على سطح الأرض ، في مركز الأرض ، على القمر. الوزن المقدر من امتداد موازنة الزنبرك (والملمس

في عضلات يد شخص يحمل ميزانًا) سيكون أقل بكثير على القمر وتقريبًا صفر في مركز الأرض. (الشكل 7)

ما مدى تأثير جاذبية الأرض على الكتل المختلفة؟ كيف تقارن أوزان شيئين؟ لنأخذ قطعتين متطابقتين من الرصاص ، على سبيل المثال ، 1 كجم لكل منهما. تجذب الأرض كل منهما بنفس القوة ، التي تساوي وزن 10 N. إذا جمعت كلتا القطعتين البالغ وزنهما 2 كجم ، فإن القوى الرأسية تضيف ببساطة: تجذب الأرض 2 كجم ضعف ما يعادل 1 كجم. سنحصل على نفس الجاذبية المضاعفة بالضبط إذا قمنا بدمج كلتا القطعتين في واحدة أو وضعهما فوق الأخرى. تتراكم الجاذبية لأي مادة متجانسة ببساطة ، ولا يوجد امتصاص أو حماية لقطعة واحدة من المادة بأخرى.

بالنسبة لأي مادة متجانسة ، يتناسب الوزن مع الكتلة. لذلك ، نعتقد أن الأرض هي مصدر "مجال الجاذبية" المنبثق من مركزها عموديًا وقادر على جذب أي قطعة من المادة. يعمل مجال الجاذبية بنفس الطريقة ، لنقل ، كل كيلوغرام من الرصاص. ولكن ماذا عن القوى الجاذبة التي تؤثر على نفس كتل المواد المختلفة ، على سبيل المثال ، 1 كجم من الرصاص و 1 كجم من الألومنيوم؟ يعتمد معنى هذا السؤال على المقصود بالجماهير المتساوية. إن أبسط طريقة لمقارنة الكتل ، والتي تُستخدم في البحث العلمي والممارسة التجارية ، هي استخدام مقياس التوازن. يقارنون القوى التي تسحب كلا الحملين. ولكن بعد أن حصلنا بهذه الطريقة على نفس كتل الرصاص والألومنيوم ، على سبيل المثال ، يمكننا أن نفترض أن الأوزان المتساوية لها جماهير متساوية. لكن في الواقع ، نحن نتحدث هنا عن نوعين مختلفين تمامًا من الكتلة - الكتلة بالقصور الذاتي والكتلة الثقالية.

تمثل الكمية في الصيغة كتلة بالقصور الذاتي. في تجارب العربات ، التي يتم تسريعها بواسطة زنبرك ، تعمل القيمة كخاصية "لثقل المادة" التي توضح مدى صعوبة نقل التسارع إلى الجسم قيد الدراسة. الخاصية الكميةيخدم الموقف. هذه الكتلة هي مقياس للقصور الذاتي ، وميل الأنظمة الميكانيكية لمقاومة تغيير الحالة. الكتلة هي خاصية يجب أن تكون هي نفسها بالقرب من سطح الأرض ، وعلى القمر ، وفي الفضاء السحيق ، وفي مركز الأرض. ما علاقته بالجاذبية وما الذي يحدث بالفعل عند قياس الوزن؟

بصرف النظر عن كتلة القصور الذاتي ، يمكن للمرء تقديم مفهوم كتلة الجاذبية كمقدار المادة التي تجذبها الأرض.

نعتقد أن مجال جاذبية الأرض هو نفسه لجميع الكائنات الموجودة فيه ، لكننا ننسبه إلى مختلف

ميتام كتل مختلفة ، والتي تتناسب مع جاذبية هذه الكائنات من قبل المجال. هذه هي كتلة الجاذبية. نقول أن الأجسام المختلفة لها أوزان مختلفة لأن لها كتل جاذبية مختلفة ينجذبها مجال الجاذبية. وبالتالي ، فإن كتل الجاذبية ، بحكم التعريف ، متناسبة مع الأوزان وكذلك قوة الجاذبية. تحدد كتلة الجاذبية القوة التي تجذبها الأرض. في الوقت نفسه ، تكون الجاذبية متبادلة: إذا اجتذبت الأرض حجرًا ، فإن الحجر يجذب الأرض أيضًا. هذا يعني أن كتلة الجاذبية للجسم تحدد أيضًا مدى قوة جذبها لجسم آخر ، الأرض. وهكذا ، فإن كتلة الجاذبية تقيس كمية المادة التي تعمل عليها جاذبية الأرض ، أو كمية المادة التي تسبب الجاذبية بين الأجسام.

تأثير الجاذبية على قطعتين متطابقتين من الرصاص ضعف تأثير الجاذبية على قطعة واحدة. يجب أن تكون كتل الجاذبية لقطع الرصاص متناسبة مع كتل القصور الذاتي ، حيث من الواضح أن كتلتيهما متناسبة مع عدد ذرات الرصاص. الأمر نفسه ينطبق على قطع من أي مادة أخرى ، مثل الشمع ، ولكن كيف يمكن مقارنة قطعة الرصاص بقطعة الشمع؟ الإجابة على هذا السؤال تعطى من خلال تجربة رمزية في دراسة سقوط أجسام مختلفة الأحجام من أعلى قمة مائلة. برج بيزا المائل، الذي ، وفقًا للأسطورة ، من إنتاج جاليليو. أسقط قطعتين من أي مادة من أي حجم. يسقطون بنفس التسارع g. القوة المؤثرة على الجسم وإعطائه التسارع 6 هي جاذبية الأرض المطبقة على هذا الجسم. تتناسب قوة جذب الأرض مع كتلة الجاذبية. لكن الجاذبية تمنح كل الأجسام نفس التسارع g. لذلك ، يجب أن تكون الجاذبية ، مثل الوزن ، متناسبة مع كتلة القصور الذاتي. لذلك ، تحتوي الأجسام من أي شكل على نفس النسب من كلا الكتلتين.

إذا أخذنا 1 كجم كوحدة من كلتا الكتلتين ، فستكون كتل الجاذبية والقصور الذاتي هي نفسها لجميع الأجسام بأي حجم من أي مادة وفي أي مكان.

إليك كيفية إثبات ذلك. دعونا نقارن معيار الكيلوجرام المصنوع من البلاتين 6 بحجر غير معروف الكتلة. دعونا نقارن كتلهم بالقصور الذاتي عن طريق تحريك كل من الأجسام بدورها في اتجاه أفقي تحت تأثير بعض القوة وقياس التسارع. افترض أن كتلة الحجر 5.31 كجم. لا تشارك جاذبية الأرض في هذه المقارنة. ثم نقارن بين كتلتي الجاذبية لكلا الجسمين عن طريق قياس الجاذبية بين كل منهما وجسم ثالث ، وهو ببساطة الأرض. يمكن القيام بذلك عن طريق وزن كلا الجسمين. سنلاحظ أن كتلة الجاذبية للحجر تساوي أيضًا 5.31 كجم.

قبل أكثر من نصف قرن من اقتراح نيوتن لقانون الجاذبية العالمية ، اكتشف يوهانس كيبلر (1571-1630) أن "الحركة المعقدة للكواكب في النظام الشمسي يمكن وصفها بثلاثة قوانين بسيطة. عززت قوانين كبلر الإيمان بفرضية كوبرنيكوس بأن الكواكب تدور حول الشمس أيضًا.

الموافقة في السابع عشر في وقت مبكرالقرن ، أن الكواكب حول الشمس ، وليس حول الأرض ، كانت أعظم بدعة. جيوردانو برونو ، الذي دافع علانية عن النظام الكوبرنيكي ، أدين من قبل محاكم التفتيش المقدسة وحرقه على المحك. حتى جاليليو العظيم ، على الرغم من صداقته الوثيقة مع البابا ، سُجن وأدانته محاكم التفتيش وأجبر على التخلي عن آرائه علنًا.

في تلك الأيام ، كانت تعاليم أرسطو وبطليموس تعتبر مقدسة ومصونة ، قائلة إن مدارات الكواكب تنشأ نتيجة حركات معقدةعلى نظام الدوائر. لذلك لوصف مدار المريخ ، كانت هناك حاجة إلى اثنتي عشرة دائرة أو نحو ذلك قطر مختلف. حدد يوهانس كبلر مهمة "إثبات" أن كوكب المريخ والأرض يجب أن يدوران حول الشمس. حاول العثور على أبسط مدار شكل هندسي، والتي تتوافق تمامًا مع العديد من القياسات لموقع الكوكب. مرت سنوات من الحسابات الشاقة قبل أن يتمكن كبلر من صياغة ثلاثة قوانين بسيطة تصف بدقة حركة جميع الكواكب:

القانون الأول: كل كوكب يتحرك في قطع ناقص

واحد من النقاط التي تركز عليها

القانون الثاني: متجه نصف القطر (الخط الذي يربط الشمس

والكوكب) على فترات متساوية

زمن مناطق متساوية

القانون الثالث: مربعات فترات الكواكب

يتناسب مع مكعبات مواردهم

مسافات من الشمس:

R 1 3 / T 1 2 = R 2 3 / T 2 2

أهمية أعمال كبلر هائلة. اكتشف القوانين التي ربطها نيوتن بعد ذلك بقانون الجاذبية الكونية ، وبالطبع لم يدرك كبلر نفسه ما ستؤدي إليه اكتشافاته. "لقد شغل نفسه بتلميحات مملة من القواعد الإرشادية ، والتي كان من المفترض أن يؤدي إليها في المستقبل العقل العقلانينيوتن ". لم يستطع كبلر تفسير سبب وجود المدارات الإهليلجية ، لكنه أعجب بحقيقة وجودها.

على أساس قانون كبلر الثالث ، خلص نيوتن إلى أن قوى الجذب يجب أن تنخفض مع زيادة المسافة ، وأن هذا الجذب يجب أن يتغير (مسافة) -2. باكتشاف قانون الجاذبية الكونية ، نقل نيوتن الفكرة البسيطة لحركة القمر إلى الكل نظام الكواكب. أظهر أن الجذب ، وفقًا للقوانين التي اشتقها ، يحدد حركة الكواكب في مدارات إهليلجية ، ويجب أن تكون الشمس في إحدى بؤر القطع الناقص. كان قادرًا بسهولة على اشتقاق قانونين آخرين لكبلر ، واللذين يتبعان أيضًا فرضيته حول الجاذبية العامة. هذه القوانين صالحة فقط إذا تم أخذ جاذبية الشمس في الاعتبار. لكن يجب على المرء أيضًا أن يأخذ في الاعتبار تأثير الكواكب الأخرى على كوكب متحرك ، على الرغم من أن هذه عوامل الجذب في النظام الشمسي صغيرة مقارنة بجاذبية الشمس.

يتبع قانون كبلر الثاني الاعتماد التعسفي لقوة الجذب على المسافة ، إذا كانت هذه القوة تعمل على طول خط مستقيم يربط بين مراكز الكوكب والشمس. لكن قوانين كبلر الأولى والثالثة تتحقق فقط من خلال قانون التناسب العكسي لقوى الجذب إلى مربع المسافة.

للحصول على قانون كبلر الثالث ، قام نيوتن ببساطة بدمج قوانين الحركة مع قانون الجاذبية العامة. بالنسبة لحالة المدارات الدائرية ، يمكن للمرء أن يجادل على النحو التالي: دع كوكبًا كتلته تساوي م يتحرك بسرعة v على طول دائرة نصف قطرها R حول الشمس ، كتلتها تساوي M. يمكن تنفيذ هذه الحركة فقط إذا كانت هناك قوة خارجية تؤثر على الكوكب F = mv 2 / R ، مما يخلق تسارعًا مركزيًا v 2 / R. افترض أن التجاذب بين الشمس والكوكب يخلق فقط القوة اللازمة. ثم:

GMm / r 2 = mv 2 / R

والمسافة r بين m و M تساوي نصف قطر المدار R. لكن السرعة

حيث T هو الوقت الذي يستغرقه الكوكب لإحداث ثورة واحدة. ثم

للحصول على قانون كبلر الثالث ، تحتاج إلى نقل كل R و T إلى جانب واحد من المعادلة ، وجميع الكميات الأخرى إلى الجانب الآخر:

R 3 / T 2 \ u003d GM / 4p 2

إذا انتقلنا الآن إلى كوكب آخر بنصف قطر مداري مختلف وفترة دوران مختلفة ، فإن النسبة الجديدة ستكون مرة أخرى مساوية لـ GM / 4p 2 ؛ ستكون هذه القيمة هي نفسها لجميع الكواكب ، لأن G ثابت عالمي ، والكتلة M هي نفسها لجميع الكواكب التي تدور حول الشمس. وبالتالي ، فإن قيمة R 3 / T 2 ستكون هي نفسها لجميع الكواكب وفقًا لقانون كبلر الثالث. مثل هذا الحساب يجعل من الممكن الحصول على القانون الثالث للمدارات الإهليلجية أيضًا ، ولكن في هذه الحالة يكون R هو متوسط ​​القيمةبين أكبر وأصغر مسافة على الكوكب من الشمس.

مسلح بقوة الطرق الرياضيةواسترشادًا بالحدس الممتاز ، طبق نيوتن نظريته على عدد كبير من المشكلات المدرجة في مبادئه المتعلقة بخصائص القمر والأرض والكواكب الأخرى وحركتها ، بالإضافة إلى الأجرام السماوية الأخرى: الأقمار الصناعية والمذنبات.

يمر القمر بالعديد من الاضطرابات التي تحيده عن حركة دائرية موحدة. بادئ ذي بدء ، يتحرك على طول شكل بيضاوي كيبلري ، في أحد بؤرة تركيزه الأرض ، مثل أي قمر صناعي. لكن هذا المدار يواجه اختلافات طفيفة بسبب جاذبية الشمس. في القمر الجديد ، يكون القمر أقرب إلى الشمس من اكتمال القمر ، والذي يظهر بعد أسبوعين ؛ وهذا يتسبب في تغيير الجاذبية مما يؤدي إلى تباطؤ وتسريع حركة القمر خلال الشهر. يزداد هذا التأثير عندما تكون الشمس أقرب في الشتاء ، لذلك يتم أيضًا ملاحظة التغيرات السنوية في سرعة القمر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التغيرات في جاذبية الشمس تغير من الانحراف في مدار القمر ؛ ينحرف مدار القمر لأعلى ولأسفل ، يدور مستوى المدار ببطء. وهكذا ، أظهر نيوتن أن المخالفات الملحوظة في حركة القمر ناتجة عن الجاذبية العامة. لم يطور مشكلة الجذب الشمسي بكل تفاصيلها ، فقد ظلت حركة القمر مشكلة معقدة يجري تطويرها بتفاصيل متزايدة حتى يومنا هذا.

ظل المد والجزر في المحيط منذ فترة طويلة لغزا ، والذي يبدو أنه يمكن تفسيره من خلال إقامة علاقته بحركة القمر. ومع ذلك ، اعتقد الناس أن مثل هذا الارتباط لا يمكن أن يكون موجودًا بالفعل ، وحتى جاليليو سخر من هذه الفكرة. أظهر نيوتن أن مد وجذر المد والجزر يرجع إلى التجاذب غير المتكافئ للمياه في المحيط من جانب القمر. لا يتطابق مركز المدار القمري مع مركز الأرض. يدور القمر والأرض معًا حول مركز كتلتهما المشترك. يقع مركز الكتلة هذا على بعد حوالي 4800 كيلومتر من مركز الأرض ، على بعد 1600 كيلومتر فقط من سطح الأرض. عندما تسحب الأرض القمر ، يسحب القمر الأرض بقوة متساوية ومعاكسة ، ونتيجة لذلك تنشأ القوة Mv 2 / r ، مما يتسبب في تحرك الأرض حول مركز مشترك للكتلة خلال فترة تساوي شهرًا واحدًا . ينجذب جزء المحيط الأقرب إلى القمر بقوة أكبر (وهو أقرب) ، وترتفع المياه - وينشأ المد. جزء المحيط الذي يقع على مسافة أكبر من القمر ينجذب إلى أضعف من الأرض ، وفي هذا الجزء من المحيط يرتفع أيضًا سنام مائي. لذلك ، هناك ارتفاعان في المد والجزر خلال 24 ساعة. تسبب الشمس أيضًا المد والجزر ، على الرغم من أنها ليست قوية جدًا ، لأن المسافة الكبيرة من الشمس تزيل تفاوت الجاذبية.

كشف نيوتن عن طبيعة المذنبات - هؤلاء ضيوف النظام الشمسي ، الذين أثاروا دائمًا الاهتمام وحتى الرعب المقدس. أظهر نيوتن أن المذنبات تتحرك في مدارات إهليلجية طويلة للغاية ، مع تركيز الشمس على الماء. يتم تحديد حركتهم ، مثل حركة الكواكب ، عن طريق الجاذبية. لكن حجمها صغير جدًا ، بحيث لا يمكن رؤيتها إلا عندما تمر بالقرب من الشمس. يمكن قياس المدار الإهليلجي للمذنب ، ويمكن التنبؤ بدقة بوقت عودته إلى منطقتنا. تسمح لنا عودتهم المنتظمة في التواريخ المتوقعة بالتحقق من ملاحظاتنا وتوفر تأكيدًا آخر لقانون الجاذبية الكونية.

في بعض الحالات ، يتعرض المذنب لاضطراب قوي في الجاذبية ، ويمر بالقرب من الكواكب الكبيرة ، وينتقل إلى مدار جديد بفترة مختلفة. هذا هو السبب في أننا نعلم أن المذنبات لها كتلة صغيرة: الكواكب تؤثر على حركتها ، والمذنبات لا تؤثر على حركة الكواكب ، على الرغم من أنها تؤثر عليها بنفس القوة.

تتحرك المذنبات بسرعة كبيرة ونادرًا ما تأتي حتى أن العلماء اليوم ينتظرون اللحظة التي يمكن فيها تطبيق الوسائل الحديثة على دراسة مذنب كبير.

إذا فكرت في الدور الذي تلعبه قوى الجاذبية في حياة كوكبنا ، فإن محيطات كاملة من الظواهر تنفتح ، وحتى المحيطات بالمعنى الحرفي للكلمة: محيطات الماء ، محيطات الهواء. بدون الجاذبية لم تكن لتوجد.

يتم تحديد موجة في البحر ، وكل التيارات ، وكل الرياح ، والغيوم ، ومناخ الكوكب بأكمله من خلال لعب عاملين رئيسيين: النشاط الشمسي والجاذبية الأرضية.

لا تحافظ الجاذبية على الناس والحيوانات والمياه والهواء على الأرض فحسب ، بل تضغط عليهم أيضًا. هذا الضغط على سطح الأرض ليس كبيرًا ، لكن دوره مهم.

تظهر قوة الطفو الشهيرة لأرخميدس فقط لأنها تنضغط بفعل الجاذبية بقوة تزداد مع العمق.

نفسي أرضمضغوطة بواسطة قوى الجاذبية لضغوط هائلة. في مركز الأرض ، يبدو أن الضغط يتجاوز 3 ملايين ضغط جوي.

بصفته مبتكر العلم ، ابتكر نيوتن أسلوبًا جديدًا لا يزال يحتفظ بأهميته. كمفكر علمي فهو مؤسس بارز للأفكار. جاء نيوتن بفكرة رائعة عن الجاذبية الكونية. ترك وراءه كتبًا في قوانين الحركة والجاذبية والفلك والرياضيات. علم الفلك المرتفع لنيوتن. لقد أعطاها مكانًا جديدًا تمامًا في العلوم ورتبها ، باستخدام تفسيرات تستند إلى القوانين التي وضعها واختبارها.

يستمر البحث عن طرق تؤدي إلى فهم أكثر اكتمالاً وأعمق للجاذبية العالمية. يتطلب حل المشكلات الكبيرة عملاً رائعًا.

ولكن بغض النظر عن كيف ستسير الامور مزيد من التطويرمن خلال فهمنا للجاذبية ، فإن الإبداع الرائع لنيوتن في القرن العشرين سيظل دائمًا بجرأته الفريدة ، وسيظل دائمًا خطوة كبيرة نحو معرفة الطبيعة.

منذ عدة آلاف من السنين ، ربما لاحظ الناس أن معظم الأشياء تسقط بشكل أسرع وأسرع ، وبعضها يسقط بشكل متساوٍ. لكن كيف تسقط هذه الأشياء بالضبط - لم يكن هذا السؤال مهتمًا بأي شخص. أين الناس البدائيين

منذ عدة آلاف من السنين ، ربما لاحظ الناس أن معظم الأشياء تسقط بشكل أسرع وأسرع ، وبعضها يسقط بشكل متساوٍ. لكن كيف تسقط هذه الأشياء بالضبط - لم يكن هذا السؤال مهتمًا بأي شخص. من أين أتت الشعوب البدائية لتعرف كيف ولماذا؟ إذا فكروا في الأسباب أو التفسيرات على الإطلاق ، فإن خوفهم الخرافي جعلهم على الفور يفكرون في الأرواح الصالحة والشريرة. يمكننا أن نتخيل بسهولة أن هؤلاء الناس ، بحياتهم المليئة بالمخاطر ، هم الأكثر اعتبارًا ظواهر عادية"جيد" وغير عادي - "سيء".

يمر جميع الناس في تطورهم بمراحل عديدة من المعرفة: من هراء الخرافات إلى التفكير العلمي. في البداية ، أجرى الناس تجارب على شيئين. على سبيل المثال ، أخذوا حجرين ، وسمحوا لهما بالسقوط بحرية ، وأطلقوا سراحهم من أيديهم في نفس الوقت. ثم تم إلقاء حجرين مرة أخرى ، لكن هذه المرة على الجانبين أفقياً. ثم ألقوا حجرًا على الجانب ، وفي نفس اللحظة تركوا الحجر الثاني ، ولكن بطريقة تسقط عموديًا. تعلم الناس من هذه التجارب الكثير من المعلومات عن الطبيعة.


رسم بياني 1


في سياق تطورها ، لم يكتسب الجنس البشري المعرفة فحسب ، بل اكتسب أيضًا الأحكام المسبقة. أفسحت الأسرار التجارية للحرفيين وتقاليدهم الطريق إلى معرفة منظمة بالطبيعة ، والتي جاءت من السلطات وتم الحفاظ عليها في الأعمال المطبوعة المعترف بها.

كانت هذه بداية العلم الحقيقي. جرب الناس على أساس يومي ، وتعلموا الحرف أو صنعوا آلات جديدة. من خلال التجارب على الأجسام المتساقطة ، وجد الناس أن الأحجار الصغيرة والكبيرة ، المنبعثة من اليدين في نفس الوقت ، تسقط بنفس السرعة. يمكن قول الشيء نفسه عن قطع الرصاص والذهب والحديد والزجاج ، إلخ. مجموعة متنوعة من الأحجام. يمكن استنتاج قاعدة عامة بسيطة من مثل هذه التجارب: السقوط الحر لجميع الأجسام يحدث بنفس الطريقة ، بغض النظر عن الحجم والمادة التي تتكون منها الأجسام.

يجب أن تكون هناك فجوة طويلة بين ملاحظة العلاقة السببية للظواهر والتجارب التي تم إجراؤها بعناية. زاد الاهتمام بحركة الجثث التي تسقط بحرية ويتم إلقاؤها مع تحسين الأسلحة. قدم استخدام الرماح والسهام والمنجنيق وحتى "أسلحة الحرب" الأكثر تعقيدًا معلومات بدائية وغامضة من مجال المقذوفات ، لكنها اتخذت شكل قواعد عمل الحرفيين بدلاً من المعرفة العلمية - لم تكن أفكارًا مصاغة.

قبل ألفي عام ، صاغ الإغريق قواعد السقوط الحر للأجساد وقدموا لها تفسيرات ، لكن هذه القواعد والتفسيرات لم تكن مدعمة بأدلة كافية. يبدو أن بعض العلماء القدامى قد أجروا تجارب معقولة جدًا على الأجسام الساقطة ، لكن استخدام الأفكار القديمة التي اقترحها أرسطو (حوالي 340 قبل الميلاد) في العصور الوسطى أربك المشكلة. واستمر هذا الارتباك لعدة قرون أخرى. زاد استخدام البارود بشكل كبير من الاهتمام بحركة الجثث. لكن غاليليو فقط (حوالي 1600) أعاد صياغة أسس المقذوفات في شكل قواعد واضحة تتفق مع الممارسة.

يبدو أن الفيلسوف والعالم اليوناني العظيم ، أرسطو ، يؤيد الفكرة الشائعة القائلة بأن الأجسام الثقيلة تسقط أسرع من الأجسام الخفيفة. سعى أرسطو وأتباعه إلى شرح سبب حدوث الأشياء ، لكنهم لم يهتموا دائمًا بمراقبة ما حدث وكيف حدث. شرح أرسطو أسباب سقوط الأجسام بطريقة بسيطة للغاية: قال إن الأجسام تميل إلى إيجاد مكانها الطبيعي على سطح الأرض. ووصف كيف تسقط الجثث ، فقد أدلى بعبارات مثل ما يلي: "... تمامًا مثل الحركة الهبوطية لقطعة من الرصاص أو الذهب أو أي جسم آخر موهوب بالوزن ، كلما كان حجمه أسرع ..." ، ".. . جسم أثقل من الآخر ، له نفس الحجم ، لكنه يتحرك أسرع ... ". عرف أرسطو أن الحجارة تسقط أسرع من ريش الطيور وقطع الخشب أسرع من نشارة الخشب.

في القرن الرابع عشر ، تمردت مجموعة من الفلاسفة من باريس على نظرية أرسطو واقترحت مخططًا أكثر منطقية ، تم تناقله من جيل إلى جيل وانتشر إلى إيطاليا ، مما أثر على جاليليو بعد قرنين من الزمان. تحدث الفلاسفة الباريسيون عن حركة سريعةوحتى حولها تسارع مستمرشرح هذه المفاهيم بلغة قديمة.

لخص العالم الإيطالي العظيم جاليليو جاليلي المعلومات والأفكار المتاحة وحللها بشكل نقدي ، ثم وصفها وبدأ في نشر ما اعتبره صحيحًا. أدرك جاليليو أن أتباع أرسطو أصيبوا بالحيرة بسبب مقاومة الهواء. وأشار إلى أن الأجسام الكثيفة ، التي تكون مقاومة الهواء فيها ضئيلة ، تسقط بنفس السرعة تقريبًا. كتب جاليليو: "... الفرق في سرعة الحركة في الهواء لكرات الذهب والرصاص والنحاس والسماقي وغيرها من المواد الثقيلة ضئيل جدًا لدرجة أن كرة من الذهب في السقوط الحر على مسافة مائة ذراع ، سيتفوق بالتأكيد على كرة من النحاس بما لا يزيد عن أربعة أصابع. بعد أن قدمت هذه الملاحظة ، توصلت إلى استنتاج مفاده أنه في وسط خالٍ تمامًا من أي مقاومة ، ستسقط جميع الأجسام بنفس السرعة. بافتراض ما سيحدث في حالة السقوط الحر للأجساد في الفراغ ، استمد غاليليو القوانين التالية لسقوط الجثث للحالة المثالية:

    جميع الأجسام تسقط بنفس الطريقة: بعد أن بدأت في السقوط في نفس الوقت ، تتحرك بنفس السرعة.

    تحدث الحركة مع "تسارع مستمر" ؛ معدل الزيادة في سرعة الجسم لا يتغير ، أي. لكل ثانية تالية ، تزداد سرعة الجسم بنفس المقدار.

هناك أسطورة مفادها أن جاليليو أجرى تجربة توضيحية رائعة ، حيث ألقى أشياء خفيفة وثقيلة من أعلى برج بيزا المائل (يقول البعض إنه ألقى كرات فولاذية وخشبية ، بينما يدعي آخرون أنها كانت كرات حديدية تزن 0.5 و 50 كجم ). لا توجد أوصاف لمثل هذه التجربة العامة ، وبالتأكيد لم يبدأ جاليليو في إثبات حكمه بهذه الطريقة. كان جاليليو يعلم أن كرة خشبية ستقع خلف كرة حديدية ، لكنه كان يعتقد أن برجًا أطول سيكون مطلوبًا لإثبات سرعات السقوط المختلفة لكرتين من الحديد غير المتكافئين.

لذلك ، تتأخر الحجارة الصغيرة قليلاً عن الأحجار الكبيرة في الخريف ، ويصبح الفرق أكثر وضوحًا ، وكلما زادت المسافة التي تطير بها الحجارة. والنقطة هنا ليست فقط حجم الأجسام: فالكرات الخشبية والفولاذية من نفس الحجم لا تتساقط تمامًا. عرف جاليليو أن الوصف البسيط للأجسام المتساقطة تعيقه مقاومة الهواء. بعد أن وجدت أنه نظرًا لحجم الأجسام أو كثافة المادة التي صنعت منها ، تصبح حركة الأجسام أكثر اتساقًا ، ومن الممكن ، على أساس بعض الافتراضات ، صياغة قاعدة للحالة المثالية. يمكن للمرء أن يحاول تقليل مقاومة الهواء باستخدام التدفق حول جسم ما مثل ورقة ، على سبيل المثال.

لكن غاليليو لم يكن بإمكانه سوى تقليله ولم يستطع القضاء عليه تمامًا. لذلك كان عليه المضي قدمًا في الدليل ، والانتقال من الملاحظات الحقيقية إلى مقاومة الهواء المتناقصة باستمرار إلى الحالة المثالية حيث لا توجد مقاومة للهواء. في وقت لاحق ، في وقت لاحق ، كان قادرًا على شرح الاختلافات في التجارب الفعلية من خلال عزوها إلى مقاومة الهواء.

بعد فترة وجيزة من استخدام نظام Galileo ، تم إنشاء مضخات الهواء التي جعلت من الممكن تجربة السقوط الحر في الفراغ. تحقيقا لهذه الغاية ، قام نيوتن بتفريغ الهواء من أنبوب زجاجي طويل وأسقط ريشة طائر وعملة ذهبية من أعلى في نفس الوقت. حتى الأجسام التي اختلفت كثيرًا في كثافتها سقطت بنفس السرعة. كانت هذه التجربة هي التي قدمت اختبارًا حاسمًا لتخمين جاليليو. أدت تجارب جاليليو ومنطقه إلى قاعدة بسيطة ، صالحة تمامًا في حالة السقوط الحر للأجسام في الفراغ. يتم تنفيذ هذه القاعدة في حالة السقوط الحر للأجسام في الهواء بدقة محدودة. لذلك ، من المستحيل تصديقه كما في حالة مثالية. من أجل دراسة كاملة للسقوط الحر للأجسام ، من الضروري معرفة التغيرات في درجة الحرارة والضغط وما إلى ذلك التي تحدث أثناء الخريف ، أي لدراسة الجوانب الأخرى لهذه الظاهرة. لكن مثل هذه الدراسات ستكون مربكة ومعقدة ، وسيكون من الصعب ملاحظة علاقتها ، وهذا هو السبب في أنه في كثير من الأحيان في الفيزياء يجب على المرء أن يكتفي بحقيقة أن القاعدة هي نوع من التبسيط لقانون واحد.

لذلك ، حتى علماء العصور الوسطى وعصر النهضة عرفوا أنه بدون مقاومة الهواء ، يسقط جسم من أي كتلة من نفس الارتفاع في نفس الوقت ، لم يختبر جاليليو بالتجربة ودافع عن هذا البيان فحسب ، بل أسس أيضًا نوع الحركة سقوط جسم عموديًا: "... يقولون إن الحركة الطبيعية لجسم ساقط تتسارع باستمرار. ومع ذلك ، فيما يتعلق بوقوع ذلك لم يتم تحديده بعد ؛ على حد علمي ، لم يثبت أحد حتى الآن أن المسافات التي يجتازها جسم ساقط في نفس الفترات الزمنية مرتبطة ببعضها البعض مثل الأرقام الفردية المتتالية. لذلك أنشأ جاليليو علامة الحركة المتسارعة بشكل منتظم:


S1: S2: S3:… = 1: 2: 3: ... (مع V0 = 0)


وبالتالي ، يمكننا أن نفترض أن السقوط الحر هو حركة متسارعة بشكل منتظم. نظرًا لأنه بالنسبة للحركة المتسارعة بشكل منتظم ، يتم حساب الإزاحة بواسطة الصيغة ، ثم إذا أخذنا ثلاث نقاط تقريبًا 1،2،3 يمر خلالها الجسم أثناء السقوط وكتبنا:

(التسارع أثناء السقوط الحر هو نفسه لجميع الأجسام) ، اتضح أن نسبة النزوح أثناء الحركة المتسارعة بشكل منتظم هي:

S1: S2: S3 = t12: t22: t32


هذه علامة مهمة أخرى على الحركة المتسارعة بشكل منتظم ، وبالتالي السقوط الحر للأجسام.

يمكن قياس تسارع السقوط الحر. إذا افترضنا أن التسارع ثابت ، فمن السهل جدًا قياسه عن طريق تحديد الفاصل الزمني الذي يسافر فيه الجسم في جزء معروف من المسار ، ومرة ​​أخرى باستخدام النسبة. من هنا أ = 2S / ر2 . يُشار إلى تسارع الجاذبية الثابت بالرمز g. يشتهر تسارع السقوط الحر بحقيقة أنه لا يعتمد على كتلة الجسم الساقط. في الواقع ، إذا تذكرنا تجربة العالم الإنجليزي الشهير نيوتن مع ريشة طائر وعملة ذهبية ، فيمكننا القول إنهما يسقطان بنفس التسارع ، على الرغم من اختلاف كتلتهما.

تعطي القياسات قيمة g تبلغ 9.8156 م / ث 2.

يتم توجيه متجه تسارع الجاذبية دائمًا عموديًا لأسفل ، على طول خط راسيا في مكان معين على الأرض.

ومع ذلك: لماذا تسقط الجثث؟ يمكننا القول ، بسبب الجاذبية أو الجاذبية. بعد كل شيء ، كلمة "جاذبية" من أصل لاتيني وتعني "ثقيل" أو "ثقيل". يمكننا القول أن الأجسام تسقط لأنها تزن. ولكن بعد ذلك لماذا تزن الأجساد؟ ويمكنك الإجابة بهذه الطريقة: لأن الأرض تجذبهم. وبالفعل ، يعلم الجميع أن الأرض تجذب الأجساد لأنها تسقط. نعم ، الفيزياء لا تعطي تفسيرًا للجاذبية ، فالأرض تجذب الأجسام لأن الطبيعة مرتبة. ومع ذلك ، يمكن للفيزياء أن تخبرنا الكثير من الأشياء الشيقة والمفيدة حول الجاذبية الأرضية. درس إسحاق نيوتن (1643-1727) حركة الأجرام السماوية - الكواكب والقمر. لقد كان مهتمًا أكثر من مرة بطبيعة القوة التي يجب أن تعمل على القمر بحيث يتم الاحتفاظ بها في مدار دائري تقريبًا عند التحرك حول الأرض. فكر نيوتن أيضًا في مشكلة الجاذبية التي تبدو غير ذات صلة. مع تسارع الأجسام الساقطة ، خلص نيوتن إلى أنها تعرضت لقوة يمكن أن تسمى قوة الجاذبية أو الجاذبية. لكن ما الذي يسبب قوة الجاذبية هذه؟ بعد كل شيء ، إذا كانت هناك قوة ما تؤثر على الجسم ، فهذا يعني أنها ناتجة عن جسم آخر. يتعرض أي جسم على سطح الأرض لفعل قوة الجاذبية هذه ، وحيثما يوجد الجسم ، يتم توجيه القوة المؤثرة عليه نحو مركز الأرض. خلص نيوتن إلى أن الأرض نفسها تخلق قوة جاذبية تؤثر على الأجسام الموجودة على سطحها.

إن تاريخ اكتشاف نيوتن لقانون الجاذبية الكونية معروف جيدًا. وفقًا للأسطورة ، كان نيوتن جالسًا في حديقته ولاحظ سقوط تفاحة من شجرة. وفجأة راودته فكرة أنه إذا كانت قوة الجاذبية تؤثر على قمة شجرة وحتى على قمة الجبال ، فربما تعمل على أي مسافة. لذا فإن فكرة أن جاذبية الأرض هي التي تبقي القمر في مداره قد خدم نيوتن كأساس بدأ منه بناء نظريته العظيمة عن الجاذبية.

لأول مرة ، نشأت فكرة أن طبيعة القوى التي تسقط الحجر وتحدد حركة الأجرام السماوية هي نفسها حتى مع طالب نيوتن. لكن الحسابات الأولى لم تعطِ نتائج صحيحة لأن البيانات المتاحة في ذلك الوقت حول المسافة من الأرض إلى القمر كانت غير دقيقة. بعد 16 عامًا ، ظهرت معلومات جديدة ومصححة حول هذه المسافة. بعد إجراء حسابات جديدة غطت حركة القمر ، تم اكتشاف جميع كواكب النظام الشمسي بحلول ذلك الوقت ، والمذنبات ، والمد والجزر ، وتم نشر النظرية.

يعتقد العديد من مؤرخي العلوم الآن أن نيوتن اخترع هذه القصة من أجل تأجيل تاريخ الاكتشاف إلى الستينيات من القرن السابع عشر ، بينما تشير مراسلاته ومذكراته إلى أنه جاء بالفعل إلى قانون الجاذبية الكونية حوالي عام 1685.

بدأ نيوتن بتحديد حجم قوة الجاذبية التي تعمل بها الأرض على القمر من خلال مقارنتها بحجم القوة المؤثرة على الأجسام الموجودة على سطح الأرض. على سطح الأرض ، تعطي قوة الجاذبية الأجسام تسارعًا g = 9.8m / s2. لكن ما هو تسارع الجاذبية للقمر؟ نظرًا لأن القمر يتحرك في دائرة بشكل موحد تقريبًا ، يمكن حساب تسارعه بالصيغة:


أ =ز2 / ص


يمكن إيجاد هذا التسارع بالقياسات. يساوي

2.73 * 10-3 م / ثانية 2. إذا عبرنا عن هذا العجلة بدلالة عجلة الجاذبية g بالقرب من سطح الأرض ، نحصل على:

وبالتالي ، فإن تسارع القمر الموجه نحو الأرض هو 1/3600 من تسارع الأجسام بالقرب من سطح الأرض. يبعد القمر 385000 كم عن الأرض ، أي ما يقرب من 60 مرة نصف قطر الأرض ، أي 6380 كم. هذا يعني أن القمر يبعد 60 مرة عن مركز الأرض عن الأجسام الموجودة على سطح الأرض. لكن 60 * 60 = 3600! من هذا ، خلص نيوتن إلى أن قوة الجاذبية المؤثرة من الأرض على أي أجسام تتناقص بالتناسب العكسي مع مربع المسافة التي تفصلها عن مركز الأرض:


الجاذبية~ 1/ ص2


القمر ، على بعد 60 نصف قطر من الأرض ، يواجه قوة جذب تساوي 1/602 = 1/3600 فقط من القوة التي قد يتعرض لها إذا كان على سطح الأرض. يكتسب أي جسم يقع على مسافة 385000 كم من الأرض ، بسبب جاذبية الأرض ، نفس تسارع القمر ، وهو 2.73 * 10-3 م / ث 2.

أدرك نيوتن أن قوة الجاذبية لا تعتمد فقط على المسافة إلى الجسم المنجذب ، ولكن أيضًا على كتلته. في الواقع ، تتناسب قوة الجاذبية طرديًا مع كتلة الجسم المنجذب ، وفقًا لقانون نيوتن الثاني. من قانون نيوتن الثالث ، يمكن ملاحظة أنه عندما تعمل الأرض عن طريق الجاذبية على جسم آخر (على سبيل المثال ، القمر) ، فإن هذا الجسم ، بدوره ، يعمل على الأرض بقوة متساوية ومعاكسة:


أرز. 2


لهذا السبب ، اقترح نيوتن أن حجم قوة الجاذبية يتناسب مع كلا الكتلتين. في هذا الطريق:

أين م3 هي كتلة الأرض ، متيهي كتلة الجسم الآخر ، ص-المسافة من مركز الأرض إلى مركز الجسم.

مواصلة دراسة الجاذبية ، تحرك نيوتن خطوة أخرى إلى الأمام. قرر أن القوة المطلوبة للحفاظ على الكواكب المختلفة في مداراتها حول الشمس تتناقص بنسبة عكسية مع مربع مسافاتها من الشمس. قاده ذلك إلى فكرة أن القوة المؤثرة بين الشمس وكل من الكواكب وإبقائها في مداراتها هي أيضًا قوة من قوى التفاعل الجاذبي. كما اقترح أن طبيعة القوة التي تحافظ على الكواكب في مداراتها مطابقة لطبيعة قوة الجاذبية التي تعمل على جميع الأجسام القريبة من سطح الأرض (سنتحدث عن الجاذبية لاحقًا). وأكد التحقق افتراض وجود طبيعة واحدة لهذه القوات. ثم إذا كان تأثير الجاذبية موجودًا بين هذه الأجسام ، فلماذا لا يوجد بين جميع الأجسام؟ وهكذا جاء نيوتن إلى شهرته قانون الجاذبية الكونية ،والتي يمكن صياغتها على النحو التالي:


كل جسيم في الكون يجذب كل جسيم آخر بقوة تتناسب طرديًا مع ناتج كتلها وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما. تعمل هذه القوة على طول الخط الذي يربط بين هذين الجسيمين.


يمكن كتابة حجم هذه القوة على النحو التالي:


أين وكتلا جسيمين ، هي المسافة بينهما ، وثابت الجاذبية ، والذي يمكن قياسه تجريبياً وله نفس القيمة العددية لجميع الأجسام.

يحدد هذا التعبير مقدار قوة الجاذبية التي يعمل بها جسيم على آخر ، يقع على مسافة منه. بالنسبة إلى جسمين غير نقطيين ، لكنهما متجانسين ، يصف هذا التعبير التفاعل بشكل صحيح ، إذا كانت المسافة بين مراكز الأجسام. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت الأجسام الممتدة صغيرة مقارنة بالمسافات بينها ، فلن نخطئ كثيرًا إذا اعتبرنا الأجسام جسيمات نقطية (كما هو الحال بالنسبة لنظام الأرض والشمس).

إذا كان من الضروري مراعاة قوة الجاذبية التي تعمل على جسيم معين من جانب اثنين أو أكثر من الجسيمات الأخرى ، على سبيل المثال ، القوة المؤثرة على القمر من الأرض والشمس ، فهذا ضروري لكل زوج من الجسيمات تتفاعل الجسيمات لاستخدام معادلة قانون الجاذبية الكونية ، ثم نجمع القوى المتجهية ، المؤثرة على الجسيم.

يجب أن تكون قيمة الثابت صغيرة جدًا ، لأننا لا نلاحظ أي قوة تعمل بين الأجسام ذات الأحجام العادية. تم قياس القوة المؤثرة بين جسمين من الحجم العادي لأول مرة في عام 1798. هنري كافنديش - بعد 100 عام من نشر نيوتن قانونه. لاكتشاف وقياس مثل هذه القوة الصغيرة بشكل لا يصدق ، استخدم الإعداد الموضح في الشكل. 3.


يتم تثبيت كرتين في نهايات قضيب أفقي خفيف معلق في المنتصف من خيط رفيع. عندما تقترب الكرة المسماة A من إحدى الكرات المعلقة ، فإن قوة الجاذبية تتسبب في تحريك الكرة الملتصقة بالقضيب ، مما يتسبب في التواء الخيط قليلاً. يتم قياس هذا الإزاحة الطفيفة عن طريق شعاع ضيق من الضوء موجه إلى مرآة مثبتة على خيط بحيث يسقط شعاع الضوء المنعكس على المقياس. القياسات السابقة لالتواء الخيط تحت تأثير قوى معروفة تجعل من الممكن تحديد حجم قوة تفاعل الجاذبية التي تعمل بين جسمين. تُستخدم أداة من هذا النوع في تصميم مقياس الجاذبية ، والذي يمكن بواسطته قياس تغيرات طفيفة جدًا في الجاذبية بالقرب من صخرة تختلف في كثافتها عن الصخور المجاورة. يستخدم هذا الجهاز من قبل الجيولوجيين لدراسة قشرة الأرض واستكشاف الخصائص الجيولوجية التي تشير إلى حقل نفط. في إصدار واحد من جهاز Cavendish ، يتم تعليق كرتين على ارتفاعات مختلفة. ثم تنجذبهم بطرق مختلفة رواسب صخرية كثيفة قريبة من السطح ؛ لذلك ، عند توجيه الشريط بشكل صحيح بالنسبة للحقل ، سوف يدور قليلاً. يستبدل مستكشفو النفط الآن عدادات الجاذبية هذه بأدوات تقيس بشكل مباشر التغيرات الصغيرة في مقدار تسارع الجاذبية g ، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا.

لم يؤكد كافنديش فرضية نيوتن بأن الأجسام تجذب بعضها البعض وأن الصيغة تصف هذه القوة بشكل صحيح. نظرًا لأن كافنديش كان قادرًا على قياس الكميات بدقة جيدة ، فقد تمكن أيضًا من حساب مقدار الثابت. من المقبول حاليًا أن هذا الثابت يساوي


يظهر مخطط إحدى التجارب على القياس في الشكل 4.


يتم تعليق كرتين من نفس الكتلة من طرفي عارضة التوازن. أحدهما فوق لوحة الرصاص والآخر أسفله. الرصاص (تم أخذ 100 كجم من الرصاص للتجربة) يزيد من وزن الكرة اليمنى بجاذبيتها ويقلل من وزن الكرة اليسرى. الكرة اليمنى تفوق الكرة اليسرى. يتم حساب القيمة بانحراف حزمة التوازن.

يعتبر اكتشاف قانون الجاذبية الكونية بحق أحد أعظم انتصارات العلم. وربط هذا الانتصار باسم نيوتن ، يريد المرء قسراً أن يسأل لماذا كان هذا العالم الطبيعي اللامع ، وليس جاليليو ، على سبيل المثال ، هو من اكتشف قوانين السقوط الحر للأجساد ، وليس روبرت هوك أو أي من أسلاف نيوتن البارزين الآخرين. أو المعاصرين الذين تمكنوا من تحقيق هذا الاكتشاف؟

هذه ليست مسألة مجرد صدفة وسقوط التفاح. كان العامل الرئيسي المحدد هو أن القوانين التي اكتشفها نيوتن ، تنطبق على وصف أي حركة. كانت هذه القوانين ، قوانين ميكانيكا نيوتن ، هي التي جعلت من الممكن أن نفهم بوضوح أن القوى هي الأساس الذي يحدد سمات الحركة. كان نيوتن أول من فهم بوضوح تمامًا ما الذي يجب البحث عنه بالضبط لشرح حركة الكواكب - كان من الضروري البحث عن القوى والقوى فقط. إن إحدى الخصائص المميزة لقوى الجاذبية العامة ، أو كما يطلق عليها غالبًا ، قوى الجاذبية ، تنعكس بالفعل في الاسم الذي أطلقه نيوتن: العالمية. كل شيء له كتلة - والكتلة متأصلة في أي شكل ، أي نوع من المادة - يجب أن يختبر تفاعلات الجاذبية. في الوقت نفسه ، من المستحيل عزل قوى الجاذبية. لا توجد حواجز أمام الجاذبية العالمية. يمكنك دائمًا وضع حاجز لا يمكن التغلب عليه في المجال الكهربائي والمغناطيسي. لكن تفاعل الجاذبية ينتقل بحرية عبر أي جسم. الشاشات المصنوعة من مواد خاصة منيعة على الجاذبية لا يمكن أن توجد إلا في خيال مؤلفي كتب الخيال العلمي.

لذا ، فإن قوى الجاذبية موجودة في كل مكان وتنتشر في كل مكان. لماذا لا نشعر بجاذبية معظم الأجسام؟ إذا قمنا بحساب نسبة جاذبية الأرض ، على سبيل المثال ، جاذبية إيفرست ، فقد تبين أن هذه النسبة هي فقط جزء من الألف في المائة. لا تتجاوز قوة الجذب المتبادل بين شخصين متوسط ​​وزنهما مسافة متر واحد بينهما ثلاث مائة مليغرام. قوة الجاذبية ضعيفة جدًا. حقيقة أن قوى الجاذبية ، بشكل عام ، أضعف بكثير من القوى الكهربائية ، تسبب فصلًا غريبًا لمجالات تأثير هذه القوى. على سبيل المثال ، بعد حساب أنه في الذرات يكون جاذبية الإلكترونات للنواة أضعف عدة مرات من الجاذبية الكهربائية ، فمن السهل أن نفهم أن العمليات داخل الذرة يتم تحديدها عمليًا بالقوى الكهربائية وحدها. تصبح قوى الجاذبية ملموسة ، وأحيانًا عظيمة ، عندما تظهر مثل هذه الكتل الضخمة في التفاعل مثل كتل الأجسام الكونية: الكواكب والنجوم ، إلخ. لذلك ، تنجذب الأرض والقمر بقوة تبلغ حوالي 20.000.000.000.000.000 طن. حتى هذه النجوم البعيدة ، التي يأتي ضوءها من الأرض لسنوات ، تنجذب إلى كوكبنا بقوة يتم التعبير عنها في شكل مثير للإعجاب - مئات الملايين من الأطنان.

يتناقص الانجذاب المتبادل بين جسمين عندما يبتعدان عن بعضهما البعض. لنقم عقليًا بالتجربة التالية: سنقيس القوة التي تجذب بها الأرض أي جسم ، على سبيل المثال ، وزنه عشرين كيلوغرامًا. دع التجربة الأولى تتوافق مع مثل هذه الظروف عندما يتم وضع الوزن على مسافة كبيرة جدًا من الأرض. في ظل هذه الظروف ، فإن قوة الجذب (التي يمكن قياسها باستخدام أكثر مقاييس الزنبرك العادية) ستكون صفرًا عمليًا. مع اقترابنا من الأرض ، سيظهر الانجذاب المتبادل وسيزداد تدريجيًا ، وأخيرًا ، عندما يكون الوزن على سطح الأرض ، سيتوقف سهم توازن الزنبرك عند قسم "20 كجم" ، حيث أن ما نسميه الوزن المستخرج من دوران الأرض ليس شيئًا سوى القوة التي تجذب بها الأرض الأجسام الموجودة على سطحها (انظر أدناه). إذا واصلنا التجربة وخفضنا الوزن إلى عمود عميق ، فسيؤدي ذلك إلى تقليل القوة المؤثرة على الوزن. يمكن ملاحظة ذلك على الأقل من حقيقة أنه إذا تم وضع الوزن في مركز الأرض ، فسيكون الانجذاب من جميع الجوانب متوازنًا بشكل متبادل وسيتوقف سهم توازن الزنبرك عند الصفر تمامًا.


لذلك ، لا يمكن للمرء أن يقول ببساطة أن قوى الجاذبية تتناقص مع زيادة المسافة - يجب على المرء دائمًا أن ينص على أن هذه المسافات نفسها ، مع مثل هذه الصيغة ، تعتبر أكبر بكثير من أبعاد الأجسام. في هذه الحالة يكون القانون الذي صاغه نيوتن محقًا في أن قوى الجاذبية العامة تنخفض في تناسب عكسي مع مربع المسافة بين الأجسام الجاذبة. ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كان هذا تغييرًا سريعًا أم غير سريع جدًا مع المسافة؟ هل يعني هذا القانون أن التفاعل محسوس عمليًا فقط بين أقرب الجيران ، أم أنه يمكن ملاحظته حتى على مسافات كبيرة إلى حد ما؟

دعونا نقارن قانون التناقص مع مسافة قوى الجاذبية مع القانون الذي بموجبه تقل الإضاءة مع المسافة من المصدر. في حالة واحدة وفي الحالة الأخرى ، يعمل نفس القانون - التناسب العكسي مع مربع المسافة. لكن بعد كل شيء ، نرى نجومًا تقع على مسافات شاسعة منّا ، حتى أن شعاع الضوء ، الذي لا مثيل له في السرعة ، لا يمكن أن يمر إلا في مليارات السنين. ولكن إذا وصل إلينا ضوء هذه النجوم ، فيجب الشعور بجاذبيتها ، على الأقل بشكل ضعيف جدًا. وبالتالي ، فإن تأثير قوى الجاذبية العامة يمتد ، متناقصًا بالضرورة ، إلى مسافات غير محدودة عمليًا. نصف قطر عملها هو اللانهاية. قوى الجاذبية هي قوى بعيدة المدى. بسبب تأثيرها بعيد المدى ، فإن الجاذبية تربط جميع الأجسام في الكون.

يتجلى البطء النسبي لانخفاض القوى مع المسافة في كل خطوة في ظروفنا الأرضية: بعد كل شيء ، كل الأجسام ، التي يتم نقلها من ارتفاع إلى آخر ، تغير وزنها بشكل طفيف للغاية. على وجه التحديد لأنه مع تغيير طفيف نسبيًا في المسافة - في هذه الحالة إلى مركز الأرض - لا تتغير قوى الجاذبية عمليًا.

إن الارتفاعات التي تتحرك عندها الأقمار الصناعية يمكن مقارنتها بالفعل بنصف قطر الأرض ، لذلك من الضروري للغاية حساب مسارها ، مع الأخذ في الاعتبار التغيير في قوة الجاذبية مع زيادة المسافة.


لذلك ، جادل جاليليو بأن جميع الأجسام التي يتم إطلاقها من ارتفاع معين بالقرب من سطح الأرض ستسقط بنفس التسارع ز (إذا أهملت مقاومة الهواء). القوة التي تسبب هذا التسارع تسمى الجاذبية. دعونا نطبق قانون نيوتن الثاني على قوة الجاذبية ، معتبرين أنها تسارع أ تسارع الجاذبية ز . وبالتالي ، يمكن كتابة قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم على النحو التالي:

F ز = ملغ

يتم توجيه هذه القوة إلى أسفل نحو مركز الأرض.

لان في نظام SI ز = 9.8 ، فإن قوة الجاذبية المؤثرة على جسم كتلته 1 كجم تساوي.

نطبق معادلة قانون الجاذبية العامة لوصف قوة الجاذبية - قوة الجاذبية بين الأرض والجسم الموجود على سطحها. ثم يتم استبدال m1 بكتلة الأرض m3 ، و r - بالمسافة إلى مركز الأرض ، أي إلى نصف قطر الأرض r3. وهكذا نحصل على:


حيث م هي كتلة الجسم الموجود على سطح الأرض. من هذه المساواة يترتب على ذلك:


بمعنى آخر ، تسارع السقوط الحر على سطح الأرض ز يتم تحديده من خلال القيمتين m3 و r3.

على القمر ، أو على الكواكب الأخرى ، أو في الفضاء الخارجي ، ستكون قوة الجاذبية المؤثرة على جسم من نفس الكتلة مختلفة. على سبيل المثال ، على القمر القيمة ز يمثل السدس فقط ز على الأرض ، ويتأثر جسم كتلته 1 كجم بقوة جاذبية تساوي 1.7 نيوتن فقط.

حتى تم قياس ثابت الجاذبية G ، ظلت كتلة الأرض غير معروفة. وفقط بعد قياس G ، باستخدام النسبة ، كان من الممكن حساب كتلة الأرض. تم القيام بذلك لأول مرة بواسطة هنري كافنديش بنفسه. باستبدال قيمة g = 9.8 m / s ونصف قطر الأرض rз = 6.38 106 في معادلة تسريع السقوط الحر ، نحصل على القيمة التالية لكتلة الأرض:


بالنسبة لقوة الجاذبية المؤثرة على الأجسام القريبة من سطح الأرض ، يمكن ببساطة استخدام التعبير mg. إذا كان من الضروري حساب قوة الجذب المؤثرة على جسم يقع على مسافة ما من الأرض ، أو القوة التي يسببها جرم سماوي آخر (على سبيل المثال ، القمر أو كوكب آخر) ، فيجب استخدام قيمة g ، محسوبًا باستخدام الصيغة المعروفة ، حيث يجب استبدال r3 و m3 بالمسافة والكتلة المقابلة ، يمكنك أيضًا استخدام صيغة قانون الجاذبية العامة مباشرةً. هناك عدة طرق لتحديد عجلة الجاذبية بدقة شديدة. يمكن للمرء أن يجد g ببساطة عن طريق وزن وزن قياسي على ميزان زنبركي. يجب أن تكون المقاييس الجيولوجية مذهلة - فنابضها يغير التوتر عند إضافة حمولة أقل من جزء من المليون من الجرام. يتم الحصول على نتائج ممتازة من خلال موازين الكوارتز الالتوائية. أجهزتهم ، من حيث المبدأ ، بسيطة. يتم لحام الرافعة في خيوط الكوارتز الممدودة أفقيًا ، مع ثقل الفتيل الملتوي قليلاً:


يستخدم البندول أيضًا لنفس الغرض. حتى وقت قريب ، كانت طرق البندول لقياس g هي الوحيدة ، وفقط في الستينيات والسبعينيات. بدأوا في استبدالهم بطرق وزن أكثر ملاءمة ودقة. على أي حال ، من خلال قياس فترة تذبذب البندول الرياضي ، يمكن استخدام الصيغة لإيجاد قيمة g بدقة تامة. من خلال قياس قيمة g في أماكن مختلفة على نفس الأداة ، يمكن للمرء أن يحكم على التغيرات النسبية في قوة الجاذبية بدقة أجزاء لكل مليون.

تختلف قيم تسارع الجاذبية g عند نقاط مختلفة على الأرض اختلافًا طفيفًا. يمكن أن نرى من الصيغة g = Gm3 أن قيمة g يجب أن تكون أصغر ، على سبيل المثال ، عند قمم الجبال منها عند مستوى سطح البحر ، لأن المسافة من مركز الأرض إلى قمة الجبل أكبر إلى حد ما . في الواقع ، تم تأسيس هذه الحقيقة تجريبيًا. ومع ذلك ، فإن الصيغة ز = جم 3 / ص 3 2 لا يعطي قيمة دقيقة لـ g في جميع النقاط ، لأن سطح الأرض ليس كرويًا تمامًا: لا توجد الجبال والبحار فقط على سطحه ، ولكن هناك أيضًا تغيير في نصف قطر الأرض عند خط الاستواء ؛ بالإضافة إلى ذلك ، لا يتم توزيع كتلة الأرض بشكل موحد ؛ يؤثر دوران الأرض أيضًا على التغيير في g.

ومع ذلك ، تبين أن خصائص تسارع الجاذبية أكثر تعقيدًا مما اعتقد جاليليو. اكتشف أن مقدار العجلة يعتمد على خط العرض الذي تُقاس به:


يختلف مقدار تسارع السقوط الحر أيضًا باختلاف الارتفاع فوق سطح الأرض:


يتم دائمًا توجيه متجه تسارع الجاذبية عموديًا لأسفل ، ولكن على طول خط راسيا في موقع معين على الأرض.


وبالتالي ، على نفس خط العرض وعلى نفس الارتفاع فوق مستوى سطح البحر ، يجب أن يكون تسارع الجاذبية هو نفسه. تظهر القياسات الدقيقة أنه في كثير من الأحيان هناك انحرافات عن هذه القاعدة - شذوذ الجاذبية. سبب الشذوذ هو التوزيع الكتلي غير المتجانس بالقرب من موقع القياس.

كما ذكرنا سابقًا ، يمكن تمثيل قوة الجاذبية من جانب جسم كبير كمجموع القوى المؤثرة من الجسيمات الفردية لجسم كبير. إن جاذبية الأرض للبندول هي نتيجة عمل كل جسيمات الأرض الموجودة عليها. لكن من الواضح أن الجسيمات القريبة تقدم أكبر مساهمة في القوة الكلية - فبعد كل شيء ، يتناسب الجذب عكسًا مع مربع المسافة.

إذا تم تركيز الكتل الثقيلة بالقرب من مكان القياس ، فستكون g أكبر من القاعدة ، وإلا فإن g أقل من القاعدة.

على سبيل المثال ، إذا تم قياس g على جبل أو على متن طائرة تحلق فوق البحر على ارتفاع جبل ، فسيتم الحصول على رقم كبير في الحالة الأولى. كما أن قيمة g على الجزر المحيطية المنعزلة أعلى من المعيار. من الواضح أنه في كلتا الحالتين ، يتم تفسير الزيادة في g من خلال تركيز كتل إضافية في مكان القياس.

ليس فقط قيمة g ، ولكن أيضًا اتجاه الجاذبية يمكن أن ينحرف عن القاعدة. إذا علقت حملًا على خيط ، فسيظهر الخيط الممدود العمودي لهذا المكان. قد ينحرف هذا الرأسي عن القاعدة. الاتجاه "الطبيعي" للعمودي معروف للجيولوجيين من الخرائط الخاصة ، والتي ، وفقًا للبيانات الخاصة بقيم g ، يتم بناء الشكل "المثالي" للأرض.

لنقم بتجربة خط راسيا عند سفح جبل كبير. تنجذب الأرض إلى مركزها والجبل - إلى الجانب. يجب أن ينحرف الخط الراقي في ظل هذه الظروف عن الاتجاه الرأسي العادي. نظرًا لأن كتلة الأرض أكبر بكثير من كتلة الجبل ، فإن هذه الانحرافات لا تتجاوز بضع ثوانٍ قوسية.

يتم تحديد الوضع الرأسي "الطبيعي" بواسطة النجوم ، حيث أنه يتم حساب أي مكان في السماء في لحظة معينة من اليوم والسنة ، حيث يتم حساب الوضع الرأسي للشكل "المثالي" للأرض مقابل أي نقطة جغرافية.

تؤدي انحرافات الخط الراقي أحيانًا إلى نتائج غريبة. على سبيل المثال ، في فلورنسا ، لا يؤدي تأثير جبال الأبينيني إلى الانجذاب ، ولكن إلى تنافر الخط الشاقولي. يمكن أن يكون هناك تفسير واحد فقط: هناك فراغات ضخمة في الجبال.

يتم الحصول على نتيجة رائعة من خلال قياس تسارع الجاذبية على مقياس القارات والمحيطات. القارات أثقل بكثير من المحيطات ، لذلك يبدو أن قيم g فوق القارات يجب أن تكون أكبر. من فوق المحيطات. في الواقع ، قيم g ، على طول نفس خط العرض فوق المحيطات والقارات ، هي في المتوسط ​​هي نفسها.

مرة أخرى ، هناك تفسير واحد فقط: القارات ترتكز على صخور أخف ، والمحيطات على صخور أثقل. في الواقع ، حيثما يكون الاستكشاف المباشر ممكنًا ، يثبت الجيولوجيون أن المحيطات ترتكز على صخور بازلتية ثقيلة ، والقارات على صخور صوان خفيفة.

لكن السؤال التالي يطرح نفسه على الفور: لماذا تعوض الصخور الثقيلة والخفيفة تمامًا عن الفرق في الأوزان بين القارات والمحيطات؟ لا يمكن أن يكون هذا التعويض مسألة صدفة ؛ يجب أن تكون أسبابه متجذرة في بنية قشرة الأرض.

يعتقد الجيولوجيون أن الأجزاء العلوية من قشرة الأرض تبدو وكأنها تطفو على البلاستيك الأساسي ، أي الكتلة القابلة للتشوه بسهولة. يجب أن يكون الضغط على أعماق حوالي 100 كم هو نفسه في كل مكان ، تمامًا مثل الضغط في قاع إناء به ماء ، حيث تطفو قطع من الخشب بأوزان مختلفة ، هو نفسه. لذلك ، يجب أن يكون لعمود مساحته 1 متر مربع من السطح إلى عمق 100 كيلومتر نفس الوزن تحت المحيط وتحت القارات.

تؤدي معادلة الضغوط هذه (تسمى التوازنات) إلى حقيقة أن قيمة تسارع الجاذبية g لا تختلف اختلافًا كبيرًا فوق المحيطات والقارات على طول خط العرض نفسه. تعمل شذوذات الجاذبية المحلية على خدمة الاستكشاف الجيولوجي ، والغرض منه هو العثور على رواسب من المعادن تحت الأرض ، دون حفر ثقوب ، ودون حفر المناجم.

يجب البحث عن خام ثقيل في تلك الأماكن التي يكون فيها g أكبر. على العكس من ذلك ، يتم الكشف عن رواسب الملح الخفيف بقيم g التي تم التقليل من شأنها محليًا. يمكن قياس g لأقرب جزء من مليون من 1 م / ث 2.

تسمى طرق الاستطلاع التي تستخدم البندولات والمقاييس فائقة الدقة الجاذبية. إنها ذات أهمية عملية كبيرة ، لا سيما للبحث عن النفط. الحقيقة هي أنه من خلال طرق الاستكشاف بالجاذبية ، من السهل اكتشاف قباب الملح تحت الأرض ، وغالبًا ما يتضح أنه حيثما يوجد ملح ، يوجد أيضًا زيت. علاوة على ذلك ، يكمن الزيت في الأعماق ، والملح أقرب إلى سطح الأرض. تم اكتشاف النفط عن طريق التنقيب عن الجاذبية في كازاخستان وأماكن أخرى.


بدلاً من سحب العربة بزنبرك ، يمكن تسريعها عن طريق ربط سلك يتم إلقاؤه فوق البكرة ، حيث يتم تعليق الحمولة من الطرف الآخر. ثم ستعود القوة التي تضفي التسارع إلى وزنهذه البضائع. يتم نقل تسارع السقوط الحر مرة أخرى إلى الجسم من خلال وزنه.

في الفيزياء ، الوزن هو الاسم الرسمي للقوة ، ويرجع ذلك إلى انجذاب الأشياء إلى سطح الأرض - "جاذبية الجاذبية". حقيقة أن الأجسام تنجذب نحو مركز الأرض تجعل هذا التفسير معقولاً.

كيفما عرفته ، الوزن قوة. لا تختلف عن أي قوة أخرى ، باستثناء سمتين: الوزن موجه عموديًا ويعمل باستمرار ، ولا يمكن التخلص منه.

من أجل قياس وزن الجسم بشكل مباشر ، يجب علينا استخدام ميزان زنبركي معاير بوحدات القوة. نظرًا لأن هذا غالبًا ما يكون غير مريح ، فإننا نقارن وزنًا بآخر باستخدام مقياس توازن ، أي اوجد العلاقة:


جاذبية الأرض تعمل على الجسم Xتأثير جذب الأرض على مستوى الكتلة


افترض أن الجسم X ينجذب 3 مرات أقوى من معيار الكتلة. في هذه الحالة ، نقول إن جاذبية الأرض التي تؤثر على الجسم X تساوي 30 نيوتن من القوة ، مما يعني أنها 3 أضعاف جاذبية الأرض التي تعمل على كيلوغرام من الكتلة. غالبًا ما يتم الخلط بين مفهومي الكتلة والوزن ، وهناك فرق كبير بينهما. الكتلة هي خاصية للجسم نفسه (إنها مقياس للقصور الذاتي أو "مقدار المادة"). الوزن ، من ناحية أخرى ، هو القوة التي يعمل بها الجسم على الدعم أو يمتد التعليق (الوزن يساوي عدديًا قوة الجاذبية إذا لم يكن للدعم أو التعليق تسارع).

إذا استخدمنا مقياسًا زنبركيًا لقياس وزن جسم بدقة عالية جدًا ، ثم نقلنا المقاييس إلى مكان آخر ، فسنجد أن وزن الجسم على سطح الأرض يختلف نوعًا ما من مكان إلى آخر. نحن نعلم أنه بعيدًا عن سطح الأرض ، أو في أعماق الكرة الأرضية ، يجب أن يكون الوزن أقل بكثير.

هل تتغير الكتلة؟ توصل العلماء ، بعد تفكيرهم في هذه المسألة ، إلى استنتاج مفاده أن الكتلة يجب أن تظل دون تغيير. حتى في مركز الأرض ، حيث يجب أن تنتج الجاذبية ، التي تعمل في جميع الاتجاهات ، قوة صافية مقدارها صفر ، فإن الجسم سيظل له نفس الكتلة.


وهكذا ، فإن الكتلة ، مقاسة بالصعوبة التي نواجهها في محاولة تسريع حركة عربة صغيرة ، هي نفسها في كل مكان: على سطح الأرض ، في مركز الأرض ، على القمر. الوزن المقدر من امتداد موازنة الزنبرك (والملمس

في عضلات يد شخص يحمل ميزانًا) سيكون أقل بكثير على القمر وتقريبًا صفر في مركز الأرض. (الشكل 7)

ما مدى تأثير جاذبية الأرض على الكتل المختلفة؟ كيف تقارن أوزان شيئين؟ لنأخذ قطعتين متطابقتين من الرصاص ، على سبيل المثال ، 1 كجم لكل منهما. تجذب الأرض كل منهما بنفس القوة ، التي تساوي وزن 10 N. إذا جمعت كلتا القطعتين البالغ وزنهما 2 كجم ، فإن القوى الرأسية تضيف ببساطة: تجذب الأرض 2 كجم ضعف ما يعادل 1 كجم. سنحصل على نفس الجاذبية المضاعفة بالضبط إذا قمنا بدمج كلتا القطعتين في واحدة أو وضعهما فوق الأخرى. تتراكم الجاذبية لأي مادة متجانسة ببساطة ، ولا يوجد امتصاص أو حماية لقطعة واحدة من المادة بأخرى.

بالنسبة لأي مادة متجانسة ، يتناسب الوزن مع الكتلة. لذلك ، نعتقد أن الأرض هي مصدر "مجال الجاذبية" المنبثق من مركزها عموديًا وقادر على جذب أي قطعة من المادة. يعمل مجال الجاذبية بنفس الطريقة ، لنقل ، كل كيلوغرام من الرصاص. ولكن ماذا عن القوى الجاذبة التي تؤثر على نفس كتل المواد المختلفة ، على سبيل المثال ، 1 كجم من الرصاص و 1 كجم من الألومنيوم؟ يعتمد معنى هذا السؤال على المقصود بالجماهير المتساوية. إن أبسط طريقة لمقارنة الكتل ، والتي تُستخدم في البحث العلمي والممارسة التجارية ، هي استخدام مقياس التوازن. يقارنون القوى التي تسحب كلا الحملين. ولكن بهذه الطريقة ، نفس كتل الرصاص والألومنيوم ، على سبيل المثال ، يمكننا أن نفترض أن الأوزان المتساوية لها كتل متساوية. لكن في الواقع ، نحن نتحدث هنا عن نوعين مختلفين تمامًا من الكتلة - الكتلة بالقصور الذاتي والكتلة الثقالية.

تمثل الكمية في الصيغة كتلة بالقصور الذاتي. في تجارب العربات ، التي يتم تسريعها بواسطة زنبرك ، تعمل القيمة كخاصية "لثقل المادة" التي توضح مدى صعوبة نقل التسارع إلى الجسم قيد الدراسة. الخاصية الكمية هي النسبة. هذه الكتلة هي مقياس للقصور الذاتي ، وميل الأنظمة الميكانيكية لمقاومة تغيير الحالة. الكتلة هي خاصية يجب أن تكون هي نفسها بالقرب من سطح الأرض ، وعلى القمر ، وفي الفضاء السحيق ، وفي مركز الأرض. ما علاقته بالجاذبية وما الذي يحدث بالفعل عند قياس الوزن؟

بصرف النظر عن كتلة القصور الذاتي ، يمكن للمرء تقديم مفهوم كتلة الجاذبية كمقدار المادة التي تجذبها الأرض.

نعتقد أن مجال جاذبية الأرض هو نفسه لجميع الكائنات الموجودة فيه ، لكننا ننسبه إلى مختلف

ميتام كتل مختلفة ، والتي تتناسب مع جاذبية هذه الكائنات من قبل المجال. هذه هي كتلة الجاذبية. نقول أن الأجسام المختلفة لها أوزان مختلفة لأن لها كتل جاذبية مختلفة ينجذبها مجال الجاذبية. وبالتالي ، فإن كتل الجاذبية ، بحكم التعريف ، متناسبة مع الأوزان وكذلك قوة الجاذبية. تحدد كتلة الجاذبية القوة التي تجذبها الأرض. في الوقت نفسه ، تكون الجاذبية متبادلة: إذا اجتذبت الأرض حجرًا ، فإن الحجر يجذب الأرض أيضًا. هذا يعني أن كتلة الجاذبية للجسم تحدد أيضًا مدى قوة جذبها لجسم آخر ، الأرض. وهكذا ، فإن كتلة الجاذبية تقيس كمية المادة التي تعمل عليها جاذبية الأرض ، أو كمية المادة التي تسبب الجاذبية بين الأجسام.

تأثير الجاذبية على قطعتين متطابقتين من الرصاص ضعف تأثير الجاذبية على قطعة واحدة. يجب أن تكون كتل الجاذبية لقطع الرصاص متناسبة مع كتل القصور الذاتي ، حيث من الواضح أن كتلتيهما متناسبة مع عدد ذرات الرصاص. الأمر نفسه ينطبق على قطع من أي مادة أخرى ، مثل الشمع ، ولكن كيف يمكن مقارنة قطعة الرصاص بقطعة الشمع؟ تم تقديم الإجابة على هذا السؤال من خلال تجربة رمزية حول دراسة سقوط أجسام مختلفة الأحجام من أعلى برج بيزا المائل ، والتي ، وفقًا للأسطورة ، قام بها جاليليو. أسقط قطعتين من أي مادة من أي حجم. يسقطون بنفس التسارع g. القوة المؤثرة على الجسم وإعطائه التسارع 6 هي جاذبية الأرض المطبقة على هذا الجسم. تتناسب قوة جذب الأرض مع كتلة الجاذبية. لكن الجاذبية تمنح كل الأجسام نفس التسارع g. لذلك ، يجب أن تكون الجاذبية ، مثل الوزن ، متناسبة مع كتلة القصور الذاتي. لذلك ، تحتوي الأجسام من أي شكل على نفس النسب من كلا الكتلتين.

.


القانون الأول:

القانون الثاني:

مناطق زمنية متساوية

القانون الثالث:

مسافات من الشمس:

R13 / T12 = R23 / T22


أهمية أعمال كبلر هائلة. اكتشف القوانين التي ربطها نيوتن بعد ذلك بقانون الجاذبية الكونية ، وبالطبع لم يدرك كبلر نفسه ما ستؤدي إليه اكتشافاته. "لقد كان منخرطًا في تلميحات مملة للقواعد التجريبية ، والتي كان من المفترض أن يؤدي نيوتن في المستقبل إلى شكل عقلاني." لم يستطع كبلر تفسير سبب وجود المدارات الإهليلجية ، لكنه أعجب بحقيقة وجودها.

على أساس قانون كبلر الثالث ، خلص نيوتن إلى أن قوى الجذب يجب أن تنخفض مع زيادة المسافة ، وأن هذا الجذب يجب أن يتغير (مسافة) -2. باكتشاف قانون الجاذبية الكونية ، نقل نيوتن الفكرة البسيطة لحركة القمر إلى النظام الكوكبي بأكمله. أظهر أن الجذب ، وفقًا للقوانين التي اشتقها ، يحدد حركة الكواكب في مدارات إهليلجية ، ويجب أن تكون الشمس في إحدى بؤر القطع الناقص. كان قادرًا بسهولة على اشتقاق قانونين آخرين لكبلر ، واللذين يتبعان أيضًا فرضيته حول الجاذبية العامة. هذه القوانين صالحة فقط إذا تم أخذ جاذبية الشمس في الاعتبار. ولكن يجب على المرء أيضًا أن يأخذ في الاعتبار تأثير الكواكب الأخرى على كوكب متحرك ، على الرغم من وجوده النظام الشمسيهذه عوامل الجذب صغيرة مقارنة بجاذبية الشمس.

يتبع قانون كبلر الثاني الاعتماد التعسفي لقوة الجذب على المسافة ، إذا كانت هذه القوة تعمل على طول خط مستقيم يربط بين مراكز الكوكب والشمس. لكن قوانين كبلر الأولى والثالثة تتحقق فقط من خلال قانون التناسب العكسي لقوى الجذب إلى مربع المسافة.





R3 / T2 = GM / 4p 2


إذا انتقلنا الآن إلى كوكب آخر بنصف قطر مداري مختلف وفترة دوران مختلفة ، فإن النسبة الجديدة ستكون مرة أخرى مساوية لـ GM / 4p 2 ؛ ستكون هذه القيمة هي نفسها لجميع الكواكب ، لأن G ثابت عالمي ، والكتلة M هي نفسها لجميع الكواكب التي تدور حول الشمس. وبالتالي ، ستكون قيمة R3 / T2 هي نفسها لجميع الكواكب وفقًا لقانون كبلر الثالث. يسمح لك هذا الحساب بالحصول على القانون الثالث للمدارات الإهليلجية ، ولكن في هذه الحالة R هي متوسط ​​القيمة بين أكبر وأصغر مسافة من الكوكب من الشمس.

مسلحًا بأساليب رياضية قوية ومسترشدًا بالحدس الممتاز ، طبق نيوتن نظريته على عدد كبير من المشكلات التي يتضمنها مبادئفيما يتعلق بخصائص القمر والأرض والكواكب الأخرى وحركتها ، وكذلك الأجرام السماوية الأخرى: الأقمار الصناعية والمذنبات.

يمر القمر بالعديد من الاضطرابات التي تحيده عن حركة دائرية موحدة. بادئ ذي بدء ، يتحرك على طول شكل بيضاوي كيبلري ، في أحد بؤرة تركيزه الأرض ، مثل أي قمر صناعي. لكن هذا المدار يواجه اختلافات طفيفة بسبب جاذبية الشمس. في القمر الجديد ، يكون القمر أقرب إلى الشمس من اكتمال القمر ، والذي يظهر بعد أسبوعين ؛ وهذا يتسبب في تغيير الجاذبية مما يؤدي إلى تباطؤ وتسريع حركة القمر خلال الشهر. يزداد هذا التأثير عندما تكون الشمس أقرب في الشتاء ، لذلك يتم أيضًا ملاحظة التغيرات السنوية في سرعة القمر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التغيرات في جاذبية الشمس تغير من الانحراف في مدار القمر ؛ ينحرف مدار القمر لأعلى ولأسفل ، يدور مستوى المدار ببطء. وهكذا ، أظهر نيوتن أن المخالفات الملحوظة في حركة القمر ناتجة عن الجاذبية العامة. لم يطور مشكلة الجذب الشمسي بكل تفاصيلها ، فقد ظلت حركة القمر مشكلة معقدة يجري تطويرها بتفاصيل متزايدة حتى يومنا هذا.

ظل المد والجزر في المحيط منذ فترة طويلة لغزا ، والذي يبدو أنه يمكن تفسيره من خلال إقامة علاقته بحركة القمر. ومع ذلك ، اعتقد الناس أن مثل هذا الارتباط لا يمكن أن يكون موجودًا بالفعل ، وحتى جاليليو سخر من هذه الفكرة. أظهر نيوتن أن مد وجذر المد والجزر يرجع إلى التجاذب غير المتكافئ للمياه في المحيط من جانب القمر. لا يتطابق مركز المدار القمري مع مركز الأرض. يدور القمر والأرض معًا حول مركز كتلتهما المشترك. يقع مركز الكتلة هذا على بعد حوالي 4800 كيلومتر من مركز الأرض ، على بعد 1600 كيلومتر فقط من سطح الأرض. عندما تسحب الأرض القمر ، يسحب القمر الأرض بقوة متساوية ومعاكسة ، مما ينتج عنه قوة Mv2 / r تجعل الأرض تتحرك حول مركز كتلة مشترك لمدة شهر واحد. ينجذب جزء المحيط الأقرب إلى القمر بقوة أكبر (وهو أقرب) ، وترتفع المياه - وينشأ المد. جزء المحيط الذي يقع على مسافة أكبر من القمر ينجذب إلى أضعف من الأرض ، وفي هذا الجزء من المحيط يرتفع أيضًا سنام مائي. لذلك ، هناك ارتفاعان في المد والجزر خلال 24 ساعة. تسبب الشمس أيضًا المد والجزر ، على الرغم من أنها ليست قوية جدًا ، لأن المسافة الكبيرة من الشمس تزيل تفاوت الجاذبية.

كشف نيوتن عن طبيعة المذنبات - هؤلاء ضيوف النظام الشمسي ، الذين أثاروا دائمًا الاهتمام وحتى الرعب المقدس. أظهر نيوتن أن المذنبات تتحرك في مدارات إهليلجية طويلة للغاية ، مع تركيز الشمس على الماء. يتم تحديد حركتهم ، مثل حركة الكواكب ، عن طريق الجاذبية. لكن حجمها صغير جدًا ، بحيث لا يمكن رؤيتها إلا عندما تمر بالقرب من الشمس. يمكن قياس المدار الإهليلجي للمذنب ، ويمكن التنبؤ بدقة بوقت عودته إلى منطقتنا. تسمح لنا عودتهم المنتظمة في التواريخ المتوقعة بالتحقق من ملاحظاتنا وتوفر تأكيدًا آخر لقانون الجاذبية الكونية.

في بعض الحالات ، يتعرض المذنب لاضطراب قوي في الجاذبية ، ويمر بالقرب من الكواكب الكبيرة ، وينتقل إلى مدار جديد بفترة مختلفة. هذا هو السبب في أننا نعلم أن المذنبات لها كتلة صغيرة: الكواكب تؤثر على حركتها ، والمذنبات لا تؤثر على حركة الكواكب ، على الرغم من أنها تؤثر عليها بنفس القوة.

تتحرك المذنبات بسرعة كبيرة ونادرًا ما تأتي حتى أن العلماء اليوم ينتظرون اللحظة التي يمكن فيها تطبيق الوسائل الحديثة على دراسة مذنب كبير.


إذا فكرت في الدور الذي تلعبه قوى الجاذبية في حياة كوكبنا ، فإن محيطات كاملة من الظواهر تنفتح ، وحتى المحيطات بالمعنى الحرفي للكلمة: محيطات الماء ، محيطات الهواء. بدون الجاذبية لم تكن لتوجد.

يتم تحديد موجة في البحر ، وكل التيارات ، وكل الرياح ، والغيوم ، ومناخ الكوكب بأكمله من خلال لعب عاملين رئيسيين: النشاط الشمسي والجاذبية الأرضية.

لا تحافظ الجاذبية على الناس والحيوانات والمياه والهواء على الأرض فحسب ، بل تضغط عليهم أيضًا. هذا الضغط على سطح الأرض ليس كبيرًا ، لكن دوره مهم.

تظهر قوة الطفو الشهيرة لأرخميدس فقط لأنها تنضغط بفعل الجاذبية بقوة تزداد مع العمق.

يتم ضغط الكرة الأرضية نفسها بواسطة قوى الجاذبية لضغوط هائلة. في مركز الأرض ، يبدو أن الضغط يتجاوز 3 ملايين ضغط جوي.


بصفته مبتكر العلم ، ابتكر نيوتن أسلوبًا جديدًا لا يزال يحتفظ بأهميته. كمفكر علمي فهو مؤسس بارز للأفكار. جاء نيوتن بفكرة رائعة عن الجاذبية الكونية. ترك وراءه كتبًا في قوانين الحركة والجاذبية والفلك والرياضيات. علم الفلك المرتفع لنيوتن. لقد أعطاها مكانًا جديدًا تمامًا في العلوم ورتبها ، باستخدام تفسيرات تستند إلى القوانين التي وضعها واختبارها.

يستمر البحث عن طرق تؤدي إلى فهم أكثر اكتمالاً وأعمق للجاذبية العالمية. يتطلب حل المشكلات الكبيرة عملاً رائعًا.

ولكن بغض النظر عن مدى التطور الإضافي لفهمنا للجاذبية ، فإن الخلق الرائع لنيوتن في القرن العشرين سيظل دائمًا بجرأته الفريدة ، وسيظل دائمًا خطوة كبيرة نحو معرفة الطبيعة.


من الصفحة الأصلية N 17 ...


ألقى بكتل مختلفة ، والتي تتناسب مع جاذبية هذه الأجسام بواسطة المجال. هذه هي كتلة الجاذبية. نقول أن الأجسام المختلفة لها أوزان مختلفة لأن لها كتل جاذبية مختلفة ينجذبها مجال الجاذبية. وبالتالي ، فإن كتل الجاذبية ، بحكم تعريفها ، متناسبة مع الأوزان وكذلك مع قوة الجاذبية. تحدد كتلة الجاذبية القوة التي تجذبها الأرض. في الوقت نفسه ، تكون الجاذبية متبادلة: إذا اجتذبت الأرض حجرًا ، فإن الحجر يجذب الأرض أيضًا. هذا يعني أن كتلة الجاذبية للجسم تحدد أيضًا مدى قوة جذبها لجسم آخر ، الأرض. وهكذا ، فإن كتلة الجاذبية تقيس كمية المادة التي تعمل عليها جاذبية الأرض ، أو كمية المادة التي تسبب الجاذبية بين الأجسام.

تأثير الجاذبية على قطعتين متطابقتين من الرصاص ضعف تأثير الجاذبية على قطعة واحدة. يجب أن تكون كتل الجاذبية لقطع الرصاص متناسبة مع كتل القصور الذاتي ، حيث من الواضح أن كتلتيهما متناسبة مع عدد ذرات الرصاص. الأمر نفسه ينطبق على قطع من أي مادة أخرى ، مثل الشمع ، ولكن كيف يمكن مقارنة قطعة الرصاص بقطعة الشمع؟ تم تقديم الإجابة على هذا السؤال من خلال تجربة رمزية حول دراسة سقوط أجسام مختلفة الأحجام من أعلى برج بيزا المائل ، والتي ، وفقًا للأسطورة ، قام بها جاليليو. أسقط قطعتين من أي مادة من أي حجم. يسقطون بنفس التسارع g. القوة المؤثرة على الجسم وإعطائه التسارع 6 هي جاذبية الأرض المطبقة على هذا الجسم. تتناسب قوة جذب الأرض مع كتلة الجاذبية. لكن الجاذبية تمنح كل الأجسام نفس التسارع g. لذلك ، يجب أن تكون الجاذبية ، مثل الوزن ، متناسبة مع كتلة القصور الذاتي. لذلك ، تحتوي الأجسام من أي شكل على نفس النسب من كلا الكتلتين.

إذا أخذنا 1 كجم كوحدة من كلتا الكتلتين ، فستكون كتل الجاذبية والقصور الذاتي هي نفسها لجميع الأجسام بأي حجم من أي مادة وفي أي مكان.

إليك كيفية إثبات ذلك. دعونا نقارن معيار الكيلوجرام المصنوع من البلاتين 6 بحجر غير معروف الكتلة. دعونا نقارن كتلهم بالقصور الذاتي عن طريق تحريك كل من الأجسام بدورها في اتجاه أفقي تحت تأثير بعض القوة وقياس التسارع. افترض أن كتلة الحجر 5.31 كجم. لا تشارك جاذبية الأرض في هذه المقارنة. ثم نقارن بين كتلتي الجاذبية لكلا الجسمين عن طريق قياس الجاذبية بين كل منهما وجسم ثالث ، وهو ببساطة الأرض. يمكن القيام بذلك عن طريق وزن كلا الجسمين. سوف نرى أن كتلة الجاذبية للحجر هي أيضًا 5.31 كجم.

قبل أكثر من نصف قرن من اقتراح نيوتن لقانون الجاذبية العالمية ، اكتشف يوهانس كيبلر (1571-1630) أن "الحركة المعقدة للكواكب في النظام الشمسي يمكن وصفها بثلاثة قوانين بسيطة. عززت قوانين كبلر الإيمان بفرضية كوبرنيكوس بأن الكواكب تدور حول الشمس أيضًا.

كان التأكيد في بداية القرن السابع عشر على أن الكواكب تدور حول الشمس وليس حول الأرض كانت أعظم بدعة. جيوردانو برونو ، الذي دافع علانية عن النظام الكوبرنيكي ، أدين من قبل محاكم التفتيش المقدسة وحرقه على المحك. حتى جاليليو العظيم ، على الرغم من صداقته الوثيقة مع البابا ، سُجن وأدانته محاكم التفتيش وأجبر على التخلي عن آرائه علنًا.

في تلك الأيام ، كانت تعاليم أرسطو وبطليموس تعتبر مقدسة ومصونة ، قائلة إن مدارات الكواكب تنشأ نتيجة حركات معقدة على طول نظام من الدوائر. لذلك لوصف مدار المريخ ، كانت هناك حاجة إلى عشرات الدوائر بأقطار مختلفة. حدد يوهانس كبلر مهمة "إثبات" أن كوكب المريخ والأرض يجب أن يدوران حول الشمس. كان يحاول العثور على مدار بأبسط شكل هندسي ، والذي يتطابق تمامًا مع القياسات العديدة لموقع الكوكب. مرت سنوات من الحسابات الشاقة قبل أن يتمكن كبلر من صياغة ثلاثة قوانين بسيطة تصف بدقة حركة جميع الكواكب:


القانون الأول:كل كوكب يتحرك في شكل بيضاوي

واحد من النقاط التي تركز عليها

القانون الثاني:متجه نصف القطر (الخط الذي يربط بين الشمس

والكوكب) على فترات متساوية

مناطق زمنية متساوية

القانون الثالث:مربعات فترات الكواكب

يتناسب مع مكعبات مواردهم

مسافات من الشمس:

R13 / T12 = R23 / T22


أهمية أعمال كبلر هائلة. اكتشف القوانين التي ربطها نيوتن بعد ذلك بقانون الجاذبية الكونية ، وبالطبع لم يدرك كبلر نفسه ما ستؤدي إليه اكتشافاته. "لقد كان منخرطًا في تلميحات مملة للقواعد التجريبية ، والتي كان من المفترض أن يؤدي نيوتن في المستقبل إلى شكل عقلاني." لم يستطع كبلر تفسير سبب وجود المدارات الإهليلجية ، لكنه أعجب بحقيقة وجودها.

على أساس قانون كبلر الثالث ، خلص نيوتن إلى أن قوى الجذب يجب أن تنخفض مع زيادة المسافة ، وأن هذا الجذب يجب أن يتغير (مسافة) -2. باكتشاف قانون الجاذبية الكونية ، نقل نيوتن الفكرة البسيطة لحركة القمر إلى النظام الكوكبي بأكمله. أظهر أن الجذب ، وفقًا للقوانين التي اشتقها ، يحدد حركة الكواكب في مدارات إهليلجية ، ويجب أن تكون الشمس في إحدى بؤر القطع الناقص. كان قادرًا بسهولة على اشتقاق قانونين آخرين لكبلر ، واللذين يتبعان أيضًا فرضيته حول الجاذبية العامة. هذه القوانين صالحة فقط إذا تم أخذ جاذبية الشمس في الاعتبار. لكن يجب على المرء أيضًا أن يأخذ في الاعتبار تأثير الكواكب الأخرى على كوكب متحرك ، على الرغم من أن هذه عوامل الجذب في النظام الشمسي صغيرة مقارنة بجاذبية الشمس.

يتبع قانون كبلر الثاني الاعتماد التعسفي لقوة الجذب على المسافة ، إذا كانت هذه القوة تعمل على طول خط مستقيم يربط بين مراكز الكوكب والشمس. لكن قوانين كبلر الأولى والثالثة تتحقق فقط من خلال قانون التناسب العكسي لقوى الجذب إلى مربع المسافة.

للحصول على قانون كبلر الثالث ، قام نيوتن ببساطة بدمج قوانين الحركة مع قانون الجاذبية العامة. بالنسبة لحالة المدارات الدائرية ، يمكن للمرء أن يجادل على النحو التالي: دع كوكبًا كتلته تساوي م يتحرك بسرعة v على طول دائرة نصف قطرها R حول الشمس ، كتلتها تساوي M. يمكن تنفيذ هذه الحركة فقط إذا كانت هناك قوة خارجية تؤثر على الكوكب F = mv2 / R ، مما يؤدي إلى تسارع الجاذبية المركزية v2 / R. افترض أن التجاذب بين الشمس والكوكب يخلق القوة اللازمة. ثم:



والمسافة r بين m و M تساوي نصف قطر المدار R. لكن السرعة



حيث T هو الوقت الذي يستغرقه الكوكب لإحداث ثورة واحدة. ثم


للحصول على قانون كبلر الثالث ، تحتاج إلى نقل كل R و T إلى جانب واحد من المعادلة ، وجميع الكميات الأخرى إلى الجانب الآخر:


R3 / T2 = GM / 4p 2


إذا انتقلنا الآن إلى كوكب آخر بنصف قطر مداري مختلف وفترة دوران مختلفة ، فإن النسبة الجديدة ستكون مرة أخرى مساوية لـ GM / 4p 2 ؛ ستكون هذه القيمة هي نفسها لجميع الكواكب ، لأن G ثابت عالمي ، والكتلة M هي نفسها لجميع الكواكب التي تدور حول الشمس.

القمر التقدمي وبناء الخريطة التقدمية ليفين م.

القمر المتطور مختلف خاصية خاصة، يتحرك حوالي 11 إلى 15 درجة في اليوم ، وكل ساعة مزدوجة تمر حوالي درجة واحدة. الساعة المزدوجة هي الجزء الثاني عشر من اليوم - ساعتان وتقابل شهرًا واحدًا تقريبًا. لذلك ، من الممكن تتبع حركة القمر التدريجي بدقة شهر واحد. جوانب القمر المتقدم لها مدار 1.5 درجة ، وبالتالي فإن جوانب القمر المتقدم تكون نشطة قبل 1.5 شهر تقريبًا ، وشهر ونصف بعد الجانب المحدد. إذا كانت جوانب كوكب الزهرة التدريجي ، فإن عطارد يعمل من 1.5 إلى 2 سنة ، فإن جوانب القمر التدريجي تعمل حتى 3 أشهر ، أي يسمح لنا القمر التدريجي بتحديد بعض الأحداث بدقة شهر ونصف ، +/- 1.5 شهر ، وبالتالي ، عند التنبؤ ، نقوم بتضييق المنطقة التي نبحث فيها عن الوقت المحدد للحدث. من السهل جدًا العمل مع القمر المتقدم.

3 ساعات تساوي 1/8 من اليوم في الوقت الحالى 360/8 - 45.0. من أجل العثور على اللحظة المقابلة لـ 0 GMT ، تحتاج إلى طرح 46 يومًا من 6 سبتمبر - حوالي 07/22/60. ننظر إلى التقدم على مدار 91 عامًا ، النصف الثاني. 91-31 أغسطس ، التاريخ التدريجي - 7 أكتوبر ، 60. موقع القمر في الساعة 0 بتوقيت جرينتش هو 15 درجة و 38 دقيقة برج الثور. نحن نعتبر طريقة الاستيفاء الخطي ، بافتراض أن القمر يتحرك بشكل موحد تقريبًا. سرعة القمر 12 درجة و 40 دقيقة في اليوم. دعونا نحسب جوانب القمر التدريجي إلى مخطط الولادة. الشمس 13 درجة 52 دقيقة برج العذراء ، القمر حوالي 15 درجة برج الحوت ، عطارد 19.50 برج العذراء ، الزهرة 4.32 الميزان ، المريخ 22 برج الجوزاء ، كوكب المشتري 24.14 القوس ، زحل 11.53 برج الجدي ، أورانوس 22.54 ليو ، نبتون 7 درجات دقيقة واحدة العقرب ، بلوتو 6 درجات و 10 دقائق برج العذراء العقدة 15 درجة 29 دقيقة برج العذراء. القمر في شهر يوليو يتماشى مع القمر ، في نوفمبر - ترين إلى عطارد ، في يناير - شبه سداسي إلى المريخ ، في مارس - خماسي إلى كوكب المشتري ، في نفس الوقت التخمسية الخماسية إلى العقدة ، ثلاثية العجلات إلى بلوتو في أكتوبر ، واحد ونصف المربعات إلى كوكب الزهرة ، في مايو واحد ونصف المربعات إلى كوكب زحل biquintile كوكب المشتري ، عقدة ثلاثية ، سنتاغون بلوتو في يونيو.

التعاقب: عطارد 7 درجات ، العقرب ، الزهرة 12 ، العقرب ، الشمس السداسية ، زحل السيكسي ، المريخ. يرتبط عطارد مع نبتون ، وهو أمر مثير في حد ذاته. المريخ 7 درجات السرطان هو ثلاثي مع تقدم المريخ. تتسبب الجوانب مع زحل دائمًا في حدوث تأخيرات ، وحتى عقبات جيدة. نادرًا ما يعطي أحداثًا جديرة بالملاحظة لتحقيق استقرار معين ، أو على الأقل مدة العمل. يعمل نبتون والزهرة بقوة هنا. في البداية ، تحتاج إلى إلقاء نظرة على الجوانب التي تعمل الكواكب ، حيث تحدد الكواكب موضوعًا معينًا. لذلك ، فإن أول ما يفترض أن يكون هذا الموضوع مرتبط بنبتون ، كوكب الزهرة - المريخ ، الزهرة ، على الأرجح حدث ما في مجال المشاعر أو في مجال العلاقات الشخصية ، لأن عطارد مرتبط بنبتون ، لأن كوكب الزهرة في حالة سداسية ، يقترب من السداسي مع الشمس. ما هو ، عليك أن تحسب في المنزل. يمكن للمرء على الأقل أن يطرح السؤال: "ما هو - الربح أم الخسارة؟" تحدد الكواكب الموضوع الرئيسي ، وتأخذ الجوانب بعضًا من هذا الموضوع ، لذا فإن الشيء الأكثر أهمية هو النظر إلى ما تفعله الكواكب ، وعندها فقط ننظر إلى الجانب الذي تفعله هذه الكواكب. عادةً ما يعطي كوكب الزهرة مع نبتون حساسية متزايدة ، مواقف تأتي من الماضي. للوهلة الأولى ، ما يتبادر إلى الذهن يمكن أن يكون زواجًا أو نوعًا من الاجتماع. يتدخل المرء تمامًا - هذا هو زحل. على الرغم من أنه يصنع مثلثًا ، إلا أنني لا أؤمن بمثلثات زحل ، لأن هذه هي مثلث زحل. زحل ، عندما يتفاعل مع كوكب الزهرة ، يدفع الشخص إلى العزلة. أحيانًا يكون ناعمًا ، وأحيانًا يكون صعبًا ، لكن في كلتا الحالتين ، حدود زحل. من ناحية أخرى ، الجانب مع الشمس جيد ومتزايد ، والجانب مع زحل دقيق بالفعل ، أي يمكن الافتراض أنه في غضون عام ، سيتبع حدث آخر ، في غضون عام بعد ذلك ، لأن كل شيء واضح للغاية هناك - يسير وفقًا للجوانب الدقيقة. أي جانب أكثر دقة ، أي حدث سيحدث أولاً؟ إذا كان هناك جانب مع زحل أولاً ، ثم مع الشمس ، فيجب افتراض أن الحلم موجود

شالا ستكون حالة زحل ، ثم شمسية.

القمر. فينوس نفسها. نظرًا لأن هذا صالح لمدة شهر ونصف تقريبًا في المنطقة التي تهم العميل ، فإن Venus تقوم بعمل مربع ونصف. القمر المتقدم نفسه ليس له أي صفات ، فهو بطريقة ما يدير جودة الكوكب الذي يعمل من خلاله ، ونوعية الكوكب والجانب. من الممكن تمامًا أن يكون هناك نوع من الانفصال القسري هنا ، ربما تم تمريره بلطف إلى حد ما ، ولكن بحساسية.

إن مظهر زحل مع كوكب الزهرة ليس قصيرًا أبدًا - إنه عام ، على الأقل ، يتم الحصول على فصل طويل. لا يزال مربع ونصف المربعات إلى كوكب الزهرة إضافيًا ، ولا يزال يصوت في هذه الفترة لحدث طلاق ما. أود أن أقترح أن نوعًا من الانفصال عن الشخص الذي تحبه يستمر لفترة طويلة.

العديد من النقاط البارزة في حركة تقدم القمر.

يقوم القمر المتقدم ، أولاً ، بتوصيل طاقة تلك الكواكب التي يصنع جوانبها ، وينشط هذه المجالات في الوعي ، ويقوي الطاقات المقابلة. هناك جانب من جوانب نبتون - تزداد طاقات نبتون ، وهناك جانب مع كوكب الزهرة - تزداد طاقة كوكب الزهرة ، إلخ. لا يمكن للمرء أن يقول على وجه التحديد عن الأحداث ، يمكن للمرء أن يقول عن حالاتهم ، لذلك يتبين بشكل مختلف تمامًا. يمكن أن يعطي الجانب الإيجابي موقفًا صعبًا والعكس صحيح ، يمكن للجانب السلبي أن يعطي موقفًا إيجابيًا للغاية ، كل هذا يتوقف على الجوانب الولادة للكوكب الذي يصنعه. عندما يصنع القمر المتطور جانبًا لكوكب ما ، يتم تضمين جميع جوانبه ، جميع جوانب كوكب الولادة ، أي بدأت تتكشف ، كما كانت ، الطيف الكامل للأحداث المرتبطة بهذا الكوكب المولود. تحدث المواقف الأكثر إثارة للاهتمام عندما يتقدم القمر: أ) ينتقل من علامة إلى أخرى ؛

ب) ينتقل من منزل إلى آخر.

ج) يمر عبر الصعود ، ويمر عبر العقدة الصاعدة ،

وكذلك من خلال العقدة الهابطة وعبر زحل. تعد جوانب القمر المتقدم مع زحل أكثر إثارة للاهتمام ، خاصة إذا كان هناك أي جوانب للقمر مع زحل في الرسم البياني. دخول القمر إلى أعلى البيت أي. دخول منزل جديد ينشط هذا المنزل بالضرورة من خلال حدث معين ، وليس بالضرورة أن يكون ذا أهمية. لبعض الوقت ، سيتم تثبيت القمر على موضوع هذا المنزل. يجب ألا تعتقد أن القمر المتقدم سيربطك بموضوع معين طوال الوقت الذي تتنقل فيه في جميع أنحاء المنزل ، فهو نشط فقط في الجزء العلوي من المنازل.

وبنفس الطريقة ، فإن حركة القمر المتقدم من خلال العلامات تعطي حالة الإنسان. تغيير العلامة ، عادة ما يكون تغيير الحالة مصحوبًا ببعض الأحداث. من المثير للاهتمام للغاية النظر إلى الجانب الأخير قبل تغيير اللافتة ، إذا حدث في مكان ما حوالي 3 أو 5 درجات. ستشعر بوضوح أن الحدث يقودك ويخرجك ويضعك في موقف متعلق جودة هذه العلامة. من القوس إلى الجدي ، على سبيل المثال ، يقودك إلى العمل أو طريق مسدود نفسي ، أو ببساطة إلى بعض الاكتئاب. من برج الجدي إلى برج الدلو - شعور بالافراج عن النفس. من الناحية النفسية ، عادة ما يكون هذا مصحوبًا ببعض الأحداث ، على الرغم من أنه في الواقع يمكن أن يكون بدون حدث.

عادةً ما يكون القمر المتقدم عبر الصعود مجرد انتقال إلى دورة جديدة ، بداية دورة جديدة في الحياة ، أي بعض سلسلة الأحداث ، خاصةً إذا كان هناك أي كواكب بجانب الصعود. سيأتي هذا الحدث بالتأكيد في اللحظة التي تمر فيها بالضبط من خلال الصعود. بعد اجتياز الصعود إلى الجانب الأول. فقط من الناحية النفسية ، يؤدي المرور عبر الصعود إلى ظهور دورة جديدة. لكن على أي حال ، أي سيكون الجانب الأول بعد مرور الصعود حدثًا سيبدأ فترة طويلة كاملة تبلغ 20 عامًا من حياتك ، على الأقل 13.5.

يعتبر مرور القمر عبر زحل حالة مذهلة ، ومثيرة للاهتمام مثل المرور عبور زحلمن خلال قمر الولادة. هنا ، عادة ، يتم تسليط الضوء على جميع المشاكل والمخاوف التي يعاني منها الشخص. في بعض الأحيان يتحول الأمر إلى سلوك عندما يتوقف الشخص عن السيطرة على نفسه ، ويرتكب أفعالًا ، ثم يقول عنها "لم أستطع التفكير في حياتي أنني كنت قادرًا على ذلك." ، "لقد فعلت ذلك بيدي ، وكيف هل يمكنني أن أفعل؟ ".

أحيانًا يكون شيئًا جيدًا جدًا ، وأحيانًا يكون شيئًا يعتبره سيئًا للغاية. على أي حال ، تحدث أشياء مثيرة للاهتمام للغاية ، حيث يتم إطلاق مجموعة من المشكلات ، كما كانت ، والتي أغلقها زحل ، والتي يخافها الشخص أو يخشى الاعتراف بها لنفسه أو الرغبات الخفية - تنتشر فجأة. تقريبا نفس الفرح عندما يعارض القمر زحل - هناك يدفع زحل الشخص نفسيا إلى طريق مسدود ، مما يجبره على الانسحاب إلى نفسه من الخوف ، مما يجبره على القيام ببعض المخاوف ، على أي حال ، مشاكل زحل ، أفعال غبية. إذا أدى مرور القمر المتطور عبر زحل الولادة إلى ظهور بعض الأشياء ، فعندئذٍ ، على العكس من ذلك ، فإن الممر

يقود القمر المقابل للولادة زحل ، في المقابل ، معظم المشاكل إلى الداخل.

مرور القمر كواكب أعلىمثل نبتون وأورانوس وبلوتو. جوانب من القمر المتقدم إلى نبتون امتد بشكل طبيعي إلى دول نبتون. إذا كان الشخص قويا ناتال نبتون، ثم يحدث هذا على الفور خلال هذا الوقت ، وغالبًا ما يكون هو المجال العاطفي ، والحالات الجنسية والإبداعية والرومانسية ، وأحيانًا الولادة ، وأحيانًا الشرب بكثرة. وهذا ليس بالضرورة متعلقًا بالاتصال ، يمكن أن يكون في أي جانب قوي مع نبتون. نبتون ، على عكس زحل ، ليس مهمًا جدًا بالنسبة له فيما يتعلق بالجوانب ، فهو قادر على التصرف بنفس الطريقة تقريبًا في أي من جوانبه. زحل هو ارتباط مهم أو معارضة. ظروف صعبة للغاية ، وصدمة ، وعقلية صعبة للغاية ، وغالبًا ما تكون مدمرة اعتمادًا على مكان وقوف الكوكب في المجال العاطفي والاجتماعي ، وهذا عندما يمر القمر بمقاومة مع بلوتو. القمر ، من خلال معارضة بلوتو أيضًا ، وكذلك بالاقتران مع زحل ، عادةً ما تظهر الرغبات والتطلعات والمشاكل المدفوعة في الأعماق في السلوكيات أو المواقف ، تظهر بعض أشباح الماضي ، تبدأ الإجراءات غير المحركة أو المظالم طويلة الأمد أن يولد من اللاوعي. يُطلق القمر ، بالتزامن مع بلوتو ومعارضته ، كل شيء تراكمت طاقاته السلبية والسلبية داخل الإنسان ، على الرغم من أنه ليس سالبًا بالضرورة. بلوتو ينسكب ، إذا جاز التعبير ، كل شيء على وجه التحديد في مواجهة القمر التدريجي. ما احتفظنا به داخل أنفسنا ، ما كنا نخاف منه ، يبدأ في إظهار نفسه ويجعلنا نقوم بأشياء غير محفزة ظاهريًا. غالبًا ما يثير بلوتو ، مثل نبتون ، مواقف من الماضي البعيد.

أي موقف يحدث على العقدة الصاعدة - أوصي بمتابعتها ، إذا ظهر شيء لك في هذا الوقت - لا تتجاهلها. عادة ، في هذه المرحلة ، يحدث حدث ما من شأنه أن يضع خطاً طويلاً للغاية في حياة الشخص أو يمنحه قوة دفع تستمر لفترة طويلة ، أو تعطي بعض المفاتيح لحل بعض مشاكله الرئيسية. هذه منطقة إيجابية للغاية ، على الرغم من حدوث أحداث شديدة في بعض الأحيان هنا. يجب اعتبار أي أحداث تحدث عندما يمر القمر المتطور عبر العقدة الصاعدة إيجابية ، بغض النظر عن شكلها من الخارج. حتى الخسائر هنا إيجابية ، مما يعني أن الشخص قد فقد ما كان يجب أن يتنازل عنه منذ فترة طويلة. يتضح هذا من خلال كل من النظرية وتجربة العديد من الناس. عادة ما يؤثر مرور القمر المتطور عبر العقدة الصاعدة على الحياة بأكملها ، أو على الأقل لمدة 14 عامًا حتى يصل القمر إلى العقدة الهابطة. تأتي الأحداث المرتبطة بالعقدة الهابطة دائمًا من الماضي ، وفي نفس الوقت أفضل حالةإنه فقط دفع الكارما ، عواقب بعض الأعمال الذاتية التي تمت في هذه الحياة ، وحتى في الماضي. هذا واحد من ألمع الأحداث الكرمية ، أحد المواقف الرئيسية - مفتاح الكارما لشخص اليوم ، مشكلته الرئيسية التي تخيم عليه. إنه الأقوى في التربيع ، لكنه أقوى ما يكون في اللحظة التي يمر فيها القمر المتقدم للناتيوس عبر العقدة الهابطة.

في حد ذاتها ، تعتبر جوانب القمر التدريجي مثيرة للاهتمام على خلفية الجوانب التقدمية للكواكب الأخرى. يبدو أن القمر يعزل الوضع. جوانب مثيرة للاهتمام بشكل خاص للقمر بالقرب من الجانب الدقيق للكواكب الأخرى ، قبل أن تتحول ، قبل انتقال الكواكب التقدمية إلى علامة أخرى. يجب مراعاة كل هذه الأشياء بعناية. تؤكد جوانب القمر التدريجي إلى مخطط الولادة على حالة الشخص أكثر من الأحداث المحددة. بالنسبة للحدث ، أولاً وقبل كل شيء ، هناك حاجة إلى الاتجاهات والعودة ، والثاني هو العبور. إذا كان هناك عبور مماثل وجانب من القمر المتقدم ، فسيحدث الحدث مباشرة على الجانب. كيف تحدد العبور المناسب؟ لا توجد علاقة مباشرة لا لبس فيها بين جوانب تقدم القمر وعمليات العبور. لذلك ، أولاً وقبل كل شيء ، ننظر ، إذا كان القمر التدريجي يمثل جانبًا ما لكوكب ما ، ويفضل أن يكون بطيئًا ، على الأقل من المريخ ، فإن الأهم سيكون عبور هذا الكوكب. لكن في الوقت نفسه ، لا يمكن ربطها من خلال كوكب مشترك ، ولكن من خلال موضوع. إذا كان القمر المتقدم ، على سبيل المثال ، يطور موضوع كوكب الزهرة ، أي أحد المواضيع السابع والخامس وربما البيت الرابع ، ثم نمر عبر تلك العبور التي في نفس الوقت ندرك موضوع نفس المنازل. في بعض الأحيان تكون هناك مواقف مثيرة للاهتمام: يبدو أن الكواكب قد تبدو مختلفة. قل من قبل البيت السابعيوجد الآن ارتباط بين أورانوس ونبتون ، وفي نفس الوقت جانب من القمر التدريجي - فهو يمثل جانبًا لكوكب الزهرة عند الولادة. في الأساس ، هذا كواكب مختلفة- أورانوس مع

نبتون والزهرة ، ولكن في هذه الحالة يطوران نفس الموضوع ، لأن المنزل السابع سيؤثر على اقتران أورانوس مع نبتون ، والزهرة هو الحاكم الرمزي للمنزل السابع ، يلامس نفس الموضوع. ولا يهم حتى أين يقف هذا الزهرة المولود. في هذه الحالة ، تعتبر الإدارة الرمزية للكواكب المولودة ، وجودتها ، وليس الموقع في المنزل حيث تقف ، أمرًا مهمًا ، إذا كنا نتحدث عن كواكب مرئية وسريعة ، يكون الأمر أكثر صعوبة مع الكواكب غير المرئية. هنا ، لا يتم تسليط الضوء على موقع الكوكب في المنزل ، وليس التحكم الفعلي به ، ولكن يتم تسليط الضوء على الجودة والتحكم الرمزي. إذا كان من الممكن ربط بعض الجوانب بالقمر التدريجي ، فلا يهم حتى إذا كانت تمر بالضرورة شهرًا بعد شهر ، فقد تتأخر جوانب العبور فيما يتعلق بالقمر التدريجي ، الشيء الرئيسي هو أنها حدثت من قبل الجانب التالي من نفس الكوكب. إذا جعل القمر المتقدم جانبًا لكوكب الزهرة ، فإنه نوعًا ما يزرع البذرة ، ويحصد العبور الحصاد ، بمعنى آخر ، العبور التالي الذي يتبع جانب القمر المتقدم والتطرق إلى نفس الموضوع سيخلق ظروفًا خارجية لـ تحقيق الحدث. القمر المتقدم في الرسم البياني للولادة يخلق حالة في الشخص. تكاد تكون الانحرافات حتمية ، تصل أحيانًا إلى شهر ونصف. ولكن عندما يتم عمل توقع لفترة طويلة قادمة ، فإن خطأ شهر ونصف لا يهم. سيعطي القمر المتقدم تسلسل الأحداث تقريبًا ، والوقت التقريبي لهذه الأحداث. لا تحاول أبدًا التفكير في أي مواقف بالتفصيل ، فالشيء الرئيسي هو النظر فيها ورؤية تسلسل المواقف تقريبًا. تسلسل المواقف مهم جدا. إذا سبقت الشمس هنا زحل ، أحد جوانب الشمس ، فإنني أقترح العكس. هنا يسبق جانب زحل جانب الشمس.

كل ما قيل يتعلق ، في الأساس ، بحالات الإنسان على وجه التحديد. ولكن هناك إحدى الطرق التقدمية ، والتي تتيح لك الاقتراب من الأحداث نفسها ، أي للتنبؤ ، في الواقع ، بالأحداث نفسها ، وليس فقط الدول. هذا هو ما يسمى بالبطاقة التقدمية. القمر المتقدم يصنع دائرة كاملة ، أي الدورة الاستوائية 27.3 يوم. ويترتب على ذلك أن كل 27.3 يومًا تتكرر الأحداث في حياة الشخص حسب النوع. في الواقع ، هذا ليس كذلك ؛ في الواقع ، تتكرر عن كثب بعض الدول التي تتميز نوعيًا بالكواكب. الأحداث لها قوانينها الخاصة. يعطي موقع الكواكب بالنسبة إلى الرسم البياني للولادة ، كما كان ، تطور اليوم فيما يتعلق بالأصل. لكن الأحداث يتم تحديدها من خلال حالتنا الحالية ، لذا فإن المواقف الأكثر واقعية ترتبط بجوانب التعاقب فيما يتعلق بالتعاقب أكثر من ارتباطها بجوانب التعاقب فيما يتعلق بمخطط الولادة. تقدم التعاقب فيما يتعلق بمخطط الولادة تغييرًا داخليًا. التعاقب فيما يتعلق بالتعاقب يعطي الأقرب إلى الظروف الخارجية ، أي تقريبا مليء بالأحداث. معظم عمليات العبور الخارجية ، فهي خارجية أكثر ، بالإضافة إلى التعاقب ، تعطي بالفعل ظروفًا خارجية ، وتعاقب - ظروف داخلية ، معًا - يتم الحصول على حدث. لدينا أعمق طبقة ، كما كانت ، مصفوفة مصيرنا بالكامل ، شخصيتنا بأكملها. هناك تطور لهذه المصفوفة في الديناميات - هذه هي الحركة التدريجية للكواكب. إذا أخذنا قطعًا لهذا اليوم ، فإننا نأخذ قطعًا ليس لكوكب واحد ، ولكن لكل الكواكب في وقت واحد.

أولئك. علينا أن نأخذ كل الكواكب التقدمية وننظر في نفس الوقت إلى شبكة المنازل ، لأن هناك بعض التطور للمنازل أيضًا. تظهر التجربة أن بعض التغييرات تحدث في حياة الشخص. على سبيل المثال ، يعيش شخص في فقر ، وفجأة ظهرت البيريسترويكا وظهرت فرصة لكسب المال. بقي البعض على هذا النحو ، بينما بدأ البعض الآخر يكسبون. تغيير في جودة المنزل ، وتغيير في موضوع المنزل ، على سبيل المثال ، الانتقال إلى مجال عمل آخر - كسب الشخص شيئًا واحدًا ، وبدأ في كسب المال بشكل أساسي من شيء آخر. وبالتالي ، يجب أن نعمل ليس فقط مع تعاقب الكواكب ، ولكن يجب أن نأخذ بعين الاعتبار نوعًا من الديناميكية

طريقة لتشغيل حركة المنازل بطريقة أو بأخرى. يتم تضمين هذا بنفس الطريقة كما في التعاقب ، على الرغم من وجود اختلافات طفيفة. لنفترض أنك تريد حساب قمم نفس المنازل لشهر سبتمبر أو فبراير 1994. منذ الولادة 33 سنة و 171 يوم. ننتقل إلى الوقت التدريجي ، نحصل على 33 يومًا و 171/365 = 11.25 ساعة و 11 ساعة و 15 دقيقة. نضيف أن وقت حساب الكواكب التقدمية يذهب إلى 39 سبتمبر 1960 أو 9 أكتوبر 1960 14 ساعة و 15 دقيقة. إذا قمت بحساب موقع الكواكب لهذا التاريخ ، فستحصل في هذا الوقت على موضع الكواكب في المخطط التدريجي. هذه أول خطوة. الخطوة الثانية - حساب المنازل في خريطة تقدمية. هناك طرق مختلفة لبناء خرائط تقدمية. التاريخ التدريجي - 9 أكتوبر ، نحسب الوقت الفلكي في 9 أكتوبر. يظل وقت الولادة دون تغيير إلى الأبد ، بتوقيت جرينتش = 3 ساعات 0 دقيقة. LT = 5 ساعات و 30 دقيقة ( بالتوقيت المحلي). إجراء حساب المنازل هو نفسه الموجود في مخطط الولادة. نحن نحسب التوقيت المحلي ، إنه قياسي ، لا يمكن أن يتغير ، لأننا لا نغير توقيت جرينتش وقت الولادة من أي تعاقب. التوقيت المحلي لم يتغير ، فهو دائمًا 5 ساعات و 30 دقيقة (على سبيل المثال) ، إما في وقت الولادة أو في أي لحظة من التعاقب. الفرق فقط في الزمن الفلكي. يمتد الوقت الفلكي للأمام كل يوم بمقدار 237 ثانية. إذا نظرت ، فإن الخريطة التقدمية التي تم بناؤها في اليوم التالي - سيتم نقل المنازل قليلاً إلى الأمام ، ويمضي MC أقل قليلاً من درجة إلى الأمام ، ومن الطبيعي أن تتحول جميع المنازل جنبًا إلى جنب مع هذا.

وهكذا ، قمنا بحساب الوقت الفلكي للمنازل التقدمية الجديدة - لقد تقدموا قليلاً. بشكل أساسي ، إذا اعتمدنا على عيد ميلاد لكل عام ، فهناك نوع من القفزة بدرجة واحدة في كل عام ، تقريبًا ، وأحيانًا أقل قليلاً ، وأحيانًا أكثر من درجة واحدة بقليل ، لأن MC يتحرك بشكل غير متساو ، مع انحرافات صغيرة. تتحرك العلامة الصاعدة بشكل أسرع قليلاً ، على سبيل المثال ، يمكن أن تصل سرعة الصعود عند خط عرض موسكو إلى 3-4 درجات مع وجود علامات تصاعدية بسرعة ، مع وجود علامات تصاعدية ببطء ، على العكس من ذلك ، في مكان ما حوالي 40-45 دقيقة ، لذلك فإن كما تتحرك المنازل بشكل غير متساو. حسبوا ، على سبيل المثال ، في 9 سبتمبر 1994 - هذا الموقع من المنازل حقيقي لعيد ميلاد. لم آخذ ذلك في الاعتبار أبدًا هنا 24.2. أريد أن أحسب لعيد ميلادي في عام 1995 ، نفس الشيء ، تم أخذ السطر التالي ، تمت إضافة درجة ، تم تغيير جميع المنازل بدرجة واحدة أخرى ، وتبين أنها حركة متقطعة ، لكنهم قالوا إن التعاقب هو حركة مستمرة. للاستيفاء في غضون عام ، أي إذا كنا بحاجة إلى قيمة أكثر دقة للمنازل ، لنرى كيف تتحرك ببطء على مدار العام ، يمكننا استخدام دلتا. دلتا هو استيفاء للوقت الفلكي ، وهو استيفاء لإضافة الزمن الفلكي. لكل يوم ، يتقدم الزمن الفلكي بمقدار 237 ثانية. مرت بعض السنوات من لحظة الولادة إلى لحظة التنبؤ ، بالإضافة إلى 11 ساعة أخرى و 15 دقيقة ، أو 171 يومًا فقط. 171/365 - سيكون هذا الجزء من اليوم الذي يمر من لحظة الولادة إلى اللحظة المتوقعة ، الوقت التدريجي. وهكذا ، بالنسبة لهذا الكسر ، مضى الزمن الفلكي قليلاً إلى الأمام ، بأقل من 4 دقائق ، بحوالي 111 ثانية = 1 دقيقة و 51 ثانية. وإذا أضفنا هذا إلى الوقت الفلكي ، فسنحصل على الوقت الفلكي المطابق تمامًا لـ 24 فبراير. سيكون الوقت الفلكي النهائي في هذه المرحلة 6 ساعات و 42 دقيقة و 16 ثانية. وهكذا تتحرك الكواكب بمعدل طبيعي قدره درجة في اليوم ، وتتحرك المنازل بمعدل درجة في اليوم أيضًا.

نضع الكواكب على منازل الخريطة ونحصل على خريطة تقدمية تلتقط بعض اللحظات من الحياة. أولئك. فيما يتعلق بالخريطة التقدمية ، بحساب الخريطة التقدمية ، أتبع نفس الإجراء:

1. أنا أحسب التاريخ التدريجي والوقت التدريجي.

2. أحسب موقع الكواكب.

3. أحسب الجوانب بين هذه الكواكب ، المدارات ، كما هو الحال في جميع التدرجات القياسية (لجميع الكواكب - درجة واحدة ، للشمس - درجتين ، للقمر - درجة ونصف).

4. أحسب في المنزل. أحسب الوقت الفلكي في وقت الولادة ، أقوم بتحريكه في وقت التنبؤ ، احصل على الوقت للحصول على منازل ، والحصول على منازل جديدة ، وبعد ذلك أضع الكواكب في المنازل ، وأرسم الجوانب ، وأحصل على خريطة.

كم من الوقت يعمل؟ من المعروف أن خريطة الثورات الشمسية صالحة لمدة عام واحد. مخطط الولادة صالح لمدى الحياة. الخريطة المصممة للحظة معينة صالحة للحظة واحدة بالضبط. الخريطة تتحرك طوال الوقت ، أي في اليوم التالي سوف يتحرك قليلاً ، ربما لبعض كسور الدقائق. تختلف جميع الخرائط التقدمية اللاحقة قليلاً عن هذه الخريطة ، في الواقع ، الخريطة التقدمية هي حركة كل شيء - كواكب ومنازل في ديناميكيات ، والتي يمكن رؤيتها بوضوح على الكمبيوتر ، ولهذا السبب تعمل الخريطة التدريجية رسميًا ليوم واحد بالضبط ، لكنها في الواقع لا تتغير إلا قليلاً أثناء

فترة زمنية معينة يمكننا فيها تقدير الوضع تقريبًا على مدار العام ، فقط القمر التدريجي يبتعد ، ولا يمكن لجميع الكواكب الأخرى الركض بعيدًا.

ما الذي يمكن تعلمه على الخريطة التقدمية؟ من المثير للاهتمام للغاية إلقاء نظرة على الخريطة التقدمية: تغيير اللافتة الموجودة أعلى المنزل هو دائمًا حدث يغير جودة المنزل ، وهو حدث يمر دائمًا عبر هذا المنزل. تتغير العلامات بالترتيب الطبيعي لدائرة الأبراج. الانتقال إلى العلامة التالية هو حدث يغير نوعية الوضع في هذا المنزل. التغيير التدريجي للعلامة يغير الوضع برمته ، ويغير جودة المنازل ، وهذا ملحوظ بشكل خاص في منازل الزاوية. I-VII - نوع معين من العلاقة مع الآخرين آخذ في التغير ، غالبًا ما تكون هذه اجتماعات ، وفراق ، وبعض التغييرات في العلاقات الأسرية. X-IV (؟) - الأعمال المنزلية المهنية. تسير الكواكب السريعة إلى الأمام ، كل منها بسرعته الخاصة ، لذلك لا يمكن قول أي شيء مسبقًا. حول الكواكب البطيئة ، يمكننا القول أن الكواكب البطيئة تتحرك ببطء شديد ، حتى أسرع الكواكب البطيئة - كوكب المشتري يصنع 13 دقيقة كحد أقصى في اليوم ، أي تم تجاوزهم في المنزل. وبالتالي ، تنتقل الكواكب البطيئة إلى المنازل السابقة عندما يدور المخطط التدريجي. تحاكي حركة الخريطة التقدمية ، كما كانت ، الاتجاهات الأولية لأسطح المنازل ، وكما كانت ، فإنها تحاكي الدوران اليومي للأرض. لذلك ، اتضح أن الكواكب البطيئة ، الواقفة في المنزل الحادي عشر ، ترتفع تدريجياً إلى قمة العاشر ، ثم تبدأ في الدخول والانتقال إلى التاسع. يؤدي نقل الكوكب فوق الجزء العلوي من المنزل إلى المنزل الجديد إلى إنشاء موقف حيوي ومثير للاهتمام للغاية. أولاً ، يتصل بأعلى المنزل التقدمي ، وبالتالي يولد الوضع المرتبط بهذا المنزل. على سبيل المثال ، كوكب المشتري ، الذي ينتقل من المنزل الحادي عشر إلى المنزل X ، يعطي بعض المواقف في المنزل الحادي عشر ، وبعد ذلك يبدأ العمل في المنزل العاشر. وبالتالي ، فإن هذا الموقف ، حدثًا في المنزل الحادي عشر مرتبطًا بكوكب المشتري ، يتسبب في حدوث تغيير في المنزل العاشر ، أي كما لو أن حالتين تتبعان - واحدة تلو الأخرى. على سبيل المثال ، ينتقل أورانوس من المنزل الخامس إلى المنزل الرابع ، وهنا من الضروري تحليل المنزلين الرابع والخامس ، ولكن - بعض الأحداث في المنزل الخامس تغير الوضع في المنزل الرابع. أورانوس عادة لا يعطي أشياء مادية ، إنه يعطي أشياء عاطفية وعقلية وروحية. قابلت فتاة وانتقل للعيش في مكان آخر. ثم يذهب أورانوس البيت الرابع، لقد استمر هذا لسنوات عديدة - فقدان الاستقرار في منزل المرء أو تغير نوع من اليورانيوم في منزله.

مع الكواكب السريعة ، يختلف الوضع قليلاً. على سبيل المثال ، تتحرك الشمس بدرجة في السنة. إذا سارت المنازل بسرعة ، يمكن للشمس أن تنتقل إلى المنزل السابق ، وإذا كانت المنازل تسير ببطء ، فيمكن للشمس أن تنتقل إلى المنزل التالي. ويحدث أن تظل الشمس في نفس المكان تقريبًا لفترة طويلة ، وتتحرك بسرعة المنزل. يحدث ، على سبيل المثال ، أن الشمس تذهب إلى أعلى المنزل وتتحرك مع هذه الذروة لسنوات عديدة متتالية ، لأنها تسير بنفس السرعة تقريبًا - وهذا وضع ثابت ثابت في الجزء العلوي من المنزل . على سبيل المثال ، يلتحق عطارد من المنزل السابع بالمنزل الثامن ويتحرك لعدة سنوات مع الجزء العلوي من المنزل الثامن. يبدأ الشخص في ممارسة الأعمال التجارية في غضون بضع سنوات ، نشاط قويفي الجزء العلوي من هذا المنزل. مع الكواكب السريعة ، باستثناء القمر ، يحدث ذلك بطرق مختلفة: يمكنهم الانتقال إلى المنازل اللاحقة ، يمكنهم الانتقال إلى المنازل السابقة ، يمكنهم البقاء في نفس المنزل لفترة طويلة. وتنشأ تلك الصورة الفريدة ، الخاصة بكل شخص ، والتي تصف ثورات منازله ، وتطور الأوضاع في منازله خلال حياته ، وهي تشير إلى تغييرات خطيرة حقًا. من حيث السرعة ، يمكن مقارنتها بالعبور البطيء لبلوتو ، لأن ثورة كاملة في المنازل تحدث في 364 يومًا ، ويحدث بلوتو ثورة كاملة في 248 لترًا. وإذا انتهى الأمر بالكوكب في منزل ، فسينتهي به الأمر في هذا المنزل لفترة طويلة ، باستثناء القمر الذي يتحرك حول المنزل لمدة 2-3 سنوات. عندما تدخل القمر المتطور إلى منزل ، فإنها تبرز الموقف في المنزل الحقيقي حقًا ، وتخلق لهجات لفترة معينة طوال فترتها بأكملها ، بينما تمشي في المنزل ، تخلق لهجات في هذا المنزل. على عكس القمر المتطور ، عند التحرك على طول مخطط الولادة ، عندما يخلق لهجات فقط في المنازل ذات الجوانب ، تمر جوانب من هذا المنزل عبر الجزء العلوي من المنزل. تعطي حركة القمر المتقدم على الرسم البياني المتقدم تأكيدًا حقيقيًا على المنزل طوال فترة الحركة حول المنزل. في الوقت نفسه ، تتقدم المنازل إلى الأمام ، ويعمل القمر بشكل أسرع.

ما هي نقاط خريطة التقدم التي يجب تحليلها؟

1. نقوم بتحليل موقع الكواكب في المنزل في وقت ما ، ونحلل التغييرات في وقت تغيير المنزل ، خاصة أن الانتقال عبر الجزء العلوي من المنزل هو أكثر الأحداث المدهشة والأكثر إثارة للاهتمام. الانتقال إلى علامة أخرى وتغيير نوع الحركة. جوانب على أسطح المنازل. في الوقت نفسه ، بالنسبة للكواكب البطيئة ، تكون جوانب أسطح المنازل قصيرة الأجل - لمدة 2-3 سنوات ، نظرًا لأن الجرم السماوي إلى الجزء العلوي من المنزل هو درجة واحدة ، وبالنسبة للكواكب السريعة ، فإن الجانب إلى يمكن أن يكون الجزء العلوي من المنزل طويلاً جدًا لسنوات عديدة.