الرئيسية / علوم وتكنولوجيا / تعليم / الفرار من الجاذبية

الفرار من الجاذبية


هل تتوق إلى الفرار؟
عندما تقفز في الهواء، سرعان ما تعود إلى الأرض مرتطمًا بها، ليس لأن قوانين الطبيعة تحظر مغادرتك الأرض، بل لأن قفزتك ليست قوية كفاية للإفلات من مجال الجاذبية الأرضية. لتنجح في هذا، يجب أن تتخطى سرعة قفزتك أو تساوي "سرعة الإفلات"، والتي سنعرفها ونستنتجها رياضيًّا وَفق الآتي:

عند قفزك في الهواء؛ فإن طاقتك الحركية (Ek) تعادل:

علمًا بأن (m) هي كتلتك، و(v) ترمز إلى السرعة.

أما طاقة الوضع (Ep) التي تختبرها بفعل سحب الجاذبية الأرضية فإنها تحسب كالآتي:

علمًا بأن (m) كتلتك أنت، مجددًا.
M: كتلة الأرض (5.9736 x 1024 kg).
G: ثابت الجاذبية ويعادل (6.670 × 11-10 m3/kg.s2).
r: نصف قطر الأرض (m 106×(6.38.

ويكمن نجاحك في الإفلات من مجال الجاذبية بتحقق هذه العلاقة:


لذا؛


بإعادة ترتيب المتباينة أعلاه لإيجاد قيمة السرعة (v)، ينتج لدينا:


نستنتج أن سرعة الإفلات (vearth)، توصف بأنها أصغر سرعة تسمح لجسم ما بالفرار من مجال الجاذبية، لذلك:


بتعويض قيم الثوابت آنفة الذكر، نحصل على الآتي:


باستخدام الآلة الحاسبة، ينتج لدينا:

سرعة الإفلات= 11182 م/ث  أي 671 كم/ساعة.

يمكنك استخدام هذه الحسابات لإيجاد سرعة الإفلات الخاصة بأي جسم كروي آخر أيضًا، طالما أنك تعرف كتلته ونصف قطره.
لاحظ أن الصيغة الرياضية لهذه السرعة لا تعتمد على كتلة الجسم المراد حسابها له؛ لهذا فإنك سوف تحقق السرعة نفسها التي يصل إليها فيل مثلًا، بإهمال تأثير مقاومة الهواء الذي يؤثر فيك على نحو مختلف عن الفيل. وإن حصلَ هذا بالفعل ضمن غلاف الأرض الجوي، ستحترق! لتلافي هذا الأمر، يجب أن تدخل نفسك (أنت أو الفيل) في مدار يقل فيه تأثير الغلاف الجوي أو ينعدم، ثم تتسارع حتى تبلغ سرعة الإفلات من ذاك المدار محققًا ما تتوق إليه.

المصادر:
1- هنا
2- هنا
3- هنا

* إعداد: : Amani Ghanem
* تدقيق علمي: : Maissaa Markabi
* تدقيق لغوي: : Fatma Mahmoud
* تعديل الصورة: : Mekki H Al-Sarhan
* نشر: : Rama Al-Wattar

عن admin

شاهد أيضاً

اضطهدها مجتمعها، لكنها لم تتوقف

وُلدَت روزاليندا فرانكلين عام 1920 في لندن في بريطانيا لعائلة ميسورة الحال ذات صلات اجتماعية واسعة، وشجَّع والداها أبناءَهما جميعاً أن يمتلكوا آراءهم المستقلة ويُناقشوا بِقضايا عصرهم، وبالفعل كانت فرانكلين تناقش بحدَّة غير عادية واستمرت في ذلك حتى سن الرشد. عندما بلغت عامها الـ 11 التحقت بمدرسة خاصة بالفتيات "St Paul’s Girls’ School"، ومنذ ذلك الحين وهي تُظهر براعتها العلمية بالرياضيات والعلوم وإتقانها السريع للغاتٍ عديدة؛ فتمكَّنت من تحدث اللغة الفرنسية بطلاقة والإيطالية جيداً، واستطاعت أيضاً أن تتحدَّث الألمانية على نحوٍ مقبول، وكانت الرياضة هوايتها المفضلة فكانت شغوفة برياضة المشي الجبلي (Hiking)، إضافةً إلى حبِّها السفر.وكانت مُجدَّة ومثابرة؛ ففي إحدى المرات عندما طُلِبَ منها اختيار كتاب لجائزة مدرسية فاختارت كتاب (New Pathways in Science) الذي يتضمن موضوعات عن نظرية الكم والطاقة الذرية، وكانت جميعها مواضيع علمية متقدمة لدى فتاة تبلغ من العمر 15 عاماً. ...

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *