كيف الجاذبية تسبب الكواكب إلى مدار النجوم؟

المحتوى

• قوة الجاذبية
• تأثير الحركة العمودية
• قوة الجاذبية
• مدارات دائرية وغير دائرية

في العالم اليومي ، الجاذبية هي القوة التي تجعل الأجسام تسقط للأسفل. في علم الفلك ، الجاذبية هي أيضًا القوة التي تجعل الكواكب تتحرك في مدارات شبه دائرية حول النجوم. للوهلة الأولى ، ليس من الواضح كيف يمكن لنفس القوة أن تؤدي إلى مثل هذه السلوكيات التي تبدو مختلفة. لمعرفة سبب ذلك ، من الضروري أن نفهم كيف تؤثر قوة خارجية على جسم متحرك.

قوة الجاذبية

الجاذبية هي القوة التي تعمل بين أي كائنين. إذا كان أحد الأجسام أكبر بكثير من الآخر ، فإن الجاذبية ستسحب الكائن الأقل كثافة نحو الجسم الأكبر. الكوكب ، على سبيل المثال ، سيواجه قوة تسحبه باتجاه نجم. في الحالة الافتراضية ، حيث يكون الكائنان ثابتين في البداية فيما يتعلق ببعضهما البعض ، سيبدأ الكوكب في التحرك في اتجاه النجم. وبعبارة أخرى ، سوف يسقط نحو النجم ، مثلما تشير تجربة الجاذبية اليومية.

تأثير الحركة العمودية

المفتاح لفهم الحركة المدارية هو إدراك أن الكوكب ليس ثابتًا أبدًا بالنسبة لنجمه ولكنه يتحرك بسرعة عالية. على سبيل المثال ، تسير الأرض بسرعة تقارب 108،000 كيلومتر في الساعة (67،000 ميل في الساعة) في مدارها حول الشمس. اتجاه هذه الحركة متعامد بشكل أساسي مع اتجاه الجاذبية ، الذي يعمل على طول خط من الكوكب إلى الشمس. في حين أن الجاذبية تسحب الكوكب باتجاه النجم ، إلا أن سرعته العمودية الكبيرة تحمله جانبيًا حول النجم. والنتيجة هي مدار.

قوة الجاذبية

في الفيزياء ، يمكن وصف أي نوع من الحركة الدائرية من حيث قوة الجاذبية - القوة التي تعمل باتجاه المركز. في حالة المدار ، يتم توفير هذه القوة عن طريق الجاذبية. مثال مألوف أكثر هو كائن موجود حول نهاية قطعة من السلسلة. في هذه الحالة ، تأتي القوة المركزية من السلسلة نفسها. يتم سحب الكائن باتجاه الوسط ، لكن سرعته العمودية تجعله يتحرك في دائرة. من حيث الفيزياء الأساسية ، لا يختلف الوضع عن حالة كوكب يدور حول نجم.

مدارات دائرية وغير دائرية

تتحرك معظم الكواكب في مدارات دائرية تقريبًا ، كنتيجة للطريقة التي يتم بها تشكيل أنظمة الكواكب. الميزة الأساسية للمدار الدائري هي أن اتجاه الحركة دائمًا عمودي على الخط الذي يصل الكوكب بالنجم المركزي. هذا لا يجب أن يكون هو الحال ، ولكن. المذنبات ، على سبيل المثال ، تنتقل غالبًا إلى مدارات غير دائرية طويلة للغاية. لا يزال من الممكن شرح هذه المدارات بالجاذبية ، على الرغم من أن النظرية أكثر تعقيدًا من المدارات الدائرية.