La הכביד זה הכוח שמושך עצמים בעלי מסה זה לזה. עוצמתו תלויה במסה של האובייקט. זוהי אחת מארבע האינטראקציות הבסיסיות הידועות של חומר וניתן לכנותה גם "גרביטציה" או "אינטראקציה כבידה". כוח הכבידה הוא הכוח שאנו חשים כאשר כדור הארץ מושך חפצים סביבו למרכזו, בדיוק כמו הכוח שגורם לעצמים ליפול. הוא גם אחראי על כוכבי הלכת המקיפים את השמש, למרות שהם רחוקים מהשמש, הם עדיין נמשכים למסה שלה.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם מהו כוח הכבידה, מה הם המאפיינים והחשיבות שלו.
מהו כוח המשיכה וכיצד התגלה
עוצמת הכוח הזה קשורה למהירות כוכבי הלכת: כוכבי הלכת הקרובים לשמש מהירים יותר כוכבי לכת רחוקים יותר מהשמש איטיים יותר. זה מראה שכוח הכבידה הוא כוח, ולמרות שהוא משפיע על עצמים גדולים מאוד אפילו במרחקים ארוכים, כוחו פוחת ככל שהעצמים מתרחקים זה מזה.
תורת הכבידה הראשונה הגיעה מהפילוסוף היווני אריסטו. מהרגע הראשון, בני האדם הבינו שכאשר אין כוחות לקיים אותם, הדברים קורסים. עם זאת, זה היה רק במאה הרביעית לפני הספירה. ג' שהתחילו מחקרים פורמליים של הכוחות ש"יפלו אותם". ג, כאשר הפילוסוף היווני אריסטו התווה את התיאוריה הראשונה.
בתפיסתו הכללית, כדור הארץ הוא מרכז היקום, ולכן, גיבורו של כוח בלתי נראה, המושך הכל. כוח זה כונה "גרביטאס" בתקופה הרומית והיה קשור למושג משקל, משום שלא הבחין בין משקל למסה של עצמים באותה תקופה.
תיאוריות אלו שונו מאוחר יותר לחלוטין על ידי קופרניקוס וגלילאו גליליי. עם זאת, היה זה אייזק ניוטון שהגה את המונח "כבידה". באותה תקופה נעשה הניסיון הפורמלי הראשון למדידת כוח הכבידה ופותחה תיאוריה שנקראת חוק הכבידה האוניברסלית.
כוח המשיכה נמדד על סמך השפעתו, כלומר התאוצה שאתה מדפיס על עצמים נעים, למשל, עצמים בצניחה חופשית. על פני כדור הארץ, תאוצה זו מחושבת לכ-9.80665 מטר לשנייה, ומספר זה עשוי להשתנות מעט בהתאם למיקום הגיאוגרפי ולגובה שלנו.
יחידות מידה
הוא מודד את התאוצה של עצם הנמשך לעצם אחר בעל מסה גדולה יותר.
בהתאם למה שאתה רוצה ללמוד, כוח הכבידה נמדד בשני גדלים שונים:
- כוח: כאשר נמדדים ככוח, משתמשים בניוטון (N), שהיא יחידת מערכת בינלאומית (SI) לכבודו של אייזק ניוטון. כוח הכבידה הוא הכוח המורגש כאשר אובייקט אחד נמשך לאחר.
- תְאוּצָה. במקרים אלו, מדוד את התאוצה המתקבלת כאשר עצם אחד נמשך לעצם אחר. מכיוון שזו תאוצה, נעשה שימוש ביחידה m/s2.
יש לציין שבהינתן שני אובייקטים, כוח המשיכה שמרגיש כל אובייקט זהה בשל עקרון הפעולה והתגובה. ההבדל הוא התאוצה, כי המסה שונה. למשל, הכוח שכדור הארץ מפעיל על גופנו שווה לכוח שגופנו מפעיל על כדור הארץ. אבל בגלל שמסת כדור הארץ כל כך גדולה מהמסה של גופנו, כדור הארץ לא יאיץ או יזוז כלל.
מהו כוח הכבידה במכניקה הקלאסית
כוח הכבידה מחושב באמצעות חוק הכבידה האוניברסלית של ניוטון. כוח המשיכה במכניקה הקלאסית או הניוטונית עוקבת אחר הנוסחה האמפירית של ניוטון, העוסקת בכוחות ובאלמנטים פיזיקליים במסגרת ההתייחסות הקבועה ההכרחית. כוח המשיכה הזה תקף במערכות תצפית אינרציאלית, הנחשבים נפוצים לצורכי מחקר.
על פי המכניקה הקלאסית, כוח הכבידה נקבע כך:
- כוח מושך תמיד.
- הוא מייצג היקף אינסופי.
- מציין את החוזק היחסי של סוג המרכז.
- ככל שהוא קרוב יותר לגוף, כך העוצמה גדולה יותר, וככל שהוא קרוב יותר, כך העוצמה חלשה יותר.
- זה מחושב באמצעות חוק הכבידה האוניברסלית של ניוטון.
לחוק הטבע הזה חשיבות רבה לחקר תופעות טבע רבות בעולם וביקום. תורת הכבידה האוניברסלית של ניוטון הייתה ונחשבת על ידי פיזיקאים בריטים. עם זאת, התיאוריה השלמה ביותר של כוח הכבידה היא הוצעה על ידי איינשטיין בתורת היחסות הכללית המפורסמת שלו.
התיאוריה של ניוטון היא קירוב לתיאוריה של איינשטיין, שהיא חיונית כאשר חוקרים את אזור החלל שבו כוח הכבידה גדול בהרבה ממה שאנו חווים בכדור הארץ.
לפי מכניקה רלטיביסטית ומכניקת קוונטים
לפי מכניקה רלטיביסטית, כוח הכבידה הוא תוצאה של דפורמציה של מרחב-זמן. המכניקה הרלטיביסטית של איינשטיין שבר את התיאוריה של ניוטון בתחומים מסוימים, במיוחד אלה החלים על שיקולים מרחביים. מאחר והיקום כולו בתנועה, החוקים הקלאסיים מאבדים את תוקףם במרחק בין כוכבים ואין נקודת התייחסות אוניברסלית ויציבה.
לפי מכניקה רלטיביסטית, כוח הכבידה אינו מתקיים רק על ידי אינטראקציה בין שני עצמים מסיביים כשהם קרובים זה לזה, אלא כתוצאה מהדפורמציה הגיאומטרית של המרחב-זמן הנגרמת על ידי מסת הכוכבים המסיבית. זה אומר ש כוח הכבידה יכול אפילו להשפיע על מזג האוויר.
אין כיום תורת קוונטים של כוח הכבידה. הסיבה לכך היא שהפיזיקה התת-אטומית של החלקיקים בה עוסקת הפיזיקה הקוונטית שונה מאוד מכוכבים מאסיביים מאוד ומתאוריית הכבידה המחברת בין שני עולמות (קוונטי ויחסותי).
הוצעו תיאוריות המנסות לעשות זאת, כגון כבידה קוונטית בלולאה, תורת מיתרי העל או תורת כמות הפיתול. עם זאת, אף אחד מהם לא ניתן לאימות.
אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד יותר על מהי כוח הכבידה וחשיבותו במדע.