قانون جهانی گرانش نیوتن

دانشنامه عمومی

قانون جهانی گرانش نیوتن یا قانون گرانش عمومی نیوتن ( به انگلیسی: Newton's Law of Universal Gravitation ) ، معادله ای است که نخستین بار، آیزاک نیوتن، آن را برای توصیف نیروی گرانش در کتاب «اصول ریاضی فلسفه طبیعی» در سال ۱۶۸۷ پیش نهاد. بنا به این قانون، ذرات ( یا اجسام ) در این هستی، همواره نیرویی به نام گرانش بر یکدیگر وارد می کنند که با حاصل ضرب جرم دو جسم نسبت مستقیم و با مجذور فاصله آن ها، نسبت وارون دارد، و به صورت زیر بیان می شود:
به دلیل مقدار بسیار کوچک G، نیروی گرانشی میان اجسام با جرم های کم قابل چشم پوشی است.
چون گرانش همیشه رباینده است و بر هر چیز جرم دار اثر می کند، می توان آن را در گسترۀ جهان به کار برد ( مگر در زمینه هایی که باید از نسبیت عام یا مکانیک کوانتومی استفاده کرد ) . پیرو این قانون، اگر در سطح سیاره ای پرتابه ای با سرعت زیاد از بالا به صورت افقی پرتاب شود، بر اثر گرانش، مسیری منحنی را خواهد پیمود. اگر سرعت این پرتابه به اندازه کافی باشد، می تواند مسیری دایره مانند را بپیماید و در مدار آن سیاره قرار گیرد. این قانون، مدار زمین، ماه و سیارات را با دقت زیادی توصیف می کند.
تا اواسط قرن ۱۶ میلادی، کلیسا و بیشتر دانشمندان اروپایی به نظریه زمین - مرکزی بطلمیوس، که انجیل نیز آن را تأیید می کرد، باور داشتند. در سال ۱۵۴۳، نیکلاس کوپرنیک، کتاب «درباره گردش افلاک آسمانی» را کمی پیش از مرگ منتشر کرد. در این کتاب، او با رد کردن نظریه زمین - مرکزی، به اثبات نظریه خورشید - مرکزی پرداخت[ ۱] . چندی پس از ممنوع شدن این کتاب در سال ۱۶۱۴ از سوی کلیسا، یوهانِس کپلر در سال ۱۶۱۸، قوانین سه گانه خود درباره مدار سیارات را منتشر کرد[ ۲] . در اوایل قرن ۱۷ میلادی، کلیسا به بی دینی برخی، از جمله گالیلئو گالیله، حکم داد، زیرا آنان به نظریه خورشید مرکزی باور داشتند. گالیله، ابتدا با رها کردن دو گوی ناهم جنس از بالای برج پیزا، نشان داد که اجسام، صرف نظر از جرمشان، با رها شدن ( و نه پرتاب شدن ) از ارتفاعی معین، هم زمان به زمین می رسند و به سرعت آنان در هر ثانیه، ۱۰ مرتبه اضافه می شود. او فرض کرد که اگر بتوان ستونی بدون هوا در نظر گرفت، برای مثال، یک پر و یک گوی فلزی هم زمان و هم سرعت به زمین خواهند رسید ( البته ماشین تخلیه هوا در سال ۱۶۵۴ اختراع شد و درستی نظر گالیله تأیید شد ) . سپس با استفاده از تلسکوپ و مشاهده سیاره مشتری، نشان داد که ماه هایی به دور سیارات می گردند، و در رد مرکزیت زمین تلاش کرد. این تلاش ها به حکم بی دینی او از سوی کلیسا در سال ۱۶۱۰ انجامید و او مجبور به توبه اجباری از نظراتش شد. [ ۳] [ ۴] با تثبیت شدن مذهب پروتستان در نیمه دوم قرن ۱۷ در انگلستان، فضا برای رشد نظریه خورشید مرکزی در این کشور فراهم شد. در این دوران بسیاری از دانشمندان جزیره بریتانیا، از جمله آیزاک نیوتن، باور به نظریه خورشید مرکزی پیدا کرده بودند. بنا بر افسانه ای؛ در سال ۱۶۶۵، زمانی که نیوتون ۲۳ ساله بود، سقوط سیبی بر سرش در باغ خانه اش این پرسش را در او برانگیخت که «چه نیرویی باعث سقوط این سیب به زمین شده و آیا این نیرو ارتباطی با گردش ماه به دور زمین دارد؟». او پس از سال ها پژوهش و انبوهی محاسبات ریاضی و اندیشه بر روی قوانین کپلر، از جمله قانون اول آن، موفق به کشف این معادله شد. او کشف خود را در سال ۱۶۸۷ در کتاب «اصول ریاضی فلسفه طبیعی» به همراه قوانین مکانیک کلاسیک منتشر کرد. [ ۴] [ ۵] این معادله، مسیر سیارات را با دقت خوبی پیش بینی می کرد و خیلی زود، دانشمندان شروع به استفاده از آن در ستاره شناسی کردند. در سال ۱۷۸۹ ( شصت سال پس از مرگ نیوتن ) ؛ هنری کاوندیش، با پیدا کردن مقدار ثابت G، قانون گرانش عمومی نیوتن را به صورت تجربی ثابت کرد. موفقیت چشم گیر مکانیک کلاسیک و قانون گرانش عمومی در توصیف حرکت سیارات و ستارگان، به پیدایش مکانیک سماوی انجامید.
عکس قانون جهانی گرانش نیوتنعکس قانون جهانی گرانش نیوتن
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف

پیشنهاد کاربران

ارسطو فیلسوف یونان باستان در بررسی پدیده جاذبه معتقد بود که میل باطنی اشیاء به برگشت به جایگاه اولیه خویش باعث میشود که هنگام برداشتن از زمین و رها شدن از بلندی به سطح زمین برگردند. مولانا شکایت و درد دل نَی انسانی را در جدایی و بریده شدن از نیستان ملکوتی یا وطن اولیه خویش می پنداشت. نیوتون گویا با کلمه بازی فیلسوفان و حکیمان و شعر گویی عارفان راضی نبوده است. برای اینکه حکم فلسفی ارسطو را مورد آزمایش قرار دهد، یک روز یک سیب را که در مقابل چشمانش از شاخه درخت سیب به زمین افتاده بود، از زمین برداشت و بجای اینکه آنرا مثل آدم گاز بزند و نوش جان کند، حدود چند متر از درخت فاصله گرفت و سپس سیب را رها کرد و مشاهده نمود که سیب واقعا به سطح زمین برگشت، اما برخلاف نظریه ارسطو به سر جای اولیه بر نگشته بود بلکه با چند متر فاصله به سطح زمین اثابت کرده بود. از این آزمایش ساده به این نتیجه رسید که علت جاذبه میل باطنی اشیاء به رجعت و بازگشت به سر جای اولیه خویش نبوده بلکه چیز دیگری دست اند کار است که باید آنرا کشف کرد. همچنین ارسطو بر این باور بود که میل باطنی اشیاء سکون و آرامش است و هنگامی که سعی کنیم آنها را از طریق کشیدن یا فشار دادن بر روی زمین به حرکت در آوریم از خود مقاومت به خرج میدهند و دوست ندارند که حالت سکون و آرامش خود را از دست بدهند. نیوتون در قوانین سه گانه حرکت ، نظریه حکیمانه را با اصل یا قانون ماند بیان داشت و معتقد شد که اگر یک جرم در حال سکون و یا حرکت یکنواخت باشد و از بیرون یک نیرو آرامش اورا به هم نزند، آن جرم حالت خودرا حفظ خواهد نمود. به هر حال امتیاز نیوتون بر فلاسفه و حکیمان و شاعران و عارفان در این بود که پدیده های طبیعی جاذبه و حرکت را به زبان ریاضی بیان داشت و نه با بافندگی کلمات و سرودن شعر. با این وجود در فرمول بندی قانون جاذبه که علت آن نیرو باشد که از زمین به اجسام و از اجسام به زمین متقابلا اعمال گردد، مقداری در شک و تردید بود و اعتراف کرد که علت اعمال نیرو خود یک معما می باشد که خود وی قادر به حل آن نبوده و تا آینده دور دستی هم یک نابغه پا به عرصه وجود نخواهد گذاشت که بتواند آن معما را برای او حل نماید. ۲۵۰ سال طول کشید که آن نابغه نظریه نسبیت عام را در مورد جاذبه تحویل بازار اندیشه داد . انشتاین معتقد بود که هر جرمی فضای اطراف خودرا به یک چاله تبدیل میکند که عمق آن بر مرکز جرم منطبق است و هرگاه یک جسم را در آن فضا رها کنیم ، خود به خود از ارتفاع یا بلندی به سوی عمق به حرکت در خواهد آمد بدون اینکه یک دست غیبی در قالب نیرو از پشت پرده اسرار اندر کار باشد. بر خلاف باور دینی و فلسفی و حکمی و عرفانی این باور و اعتقاد علمی تنها در قالب کلمات بیان نگردیده بلکه با ۱۶ تا معادله ریاضی که در مقایسه با پیچ و خم دادن کلمات و مفاهیم و مقولات و جملات از انعطاف بسیار کمتری بر خوردار میباشند. در فرمول جاذبه نیوتون زمان به چشم نمی خورد گرچه در واحد ثابت جاذبه به ثانیه به توان دو بر می خوریم. عدم وجود زمان در این فرمول به این معناست که اثر نیروی جاذبه معجزه آسا عمل میکند و بطور ناگهانی و یکباره و با سرعتی بی حد و حصر از نقطه ای در فضا به نقطه ای دیگر منتقل میشود بدون اینکه در این انتقال تاخیر زمانی صورت بگیرد. انشتاین این پدیده را اثر شبح وار از راه دور نامید و مخالف آن بود. برای رفع این نقص از قانون جاذبه نیوتون میتوان در سمت راست فرمول در مخرج کسر به جای فاصله بتوان دو، حاصل ضرب سرعت نور در ثانیه را به توان دو گذاشت. آنگاه میتوان c بتوان دو که مقدار آن ثابت می باشد از مخرج کسر جدا نموده و آنرا در ثابت جاذبه ادغام نمود. آنگاه در مخرج کسر زمان یا t بتوان دو باقی خواهد ماند. از این طریق بی بند و باری نیرو در سمت چپ معادله تحت لگام زمان در خواهد آمد و دیگر نخواهد توانست با سرعتی بیش از سرعت نور در فضا افسار بریده جولان بازی نماید. یک دانش آموز در سطح دبیرستان در رشته ریاضی فیزیک می تواند در صورت حال و حوصله داشتن این میدان داری را به عهده بگیرد و ثابت جدید جاذبه را زیر نام خویش جاودانه نماید.
...
[مشاهده متن کامل]

آزمایش: در کتب فیزیک یا در سایت های اینترنتی مقدار نیروی جاذبه بین زمین و خورشید و همچنین جرم زمین و خورشید حتما توسط فیزیکدانان محاسبه گردیده و در دسترس می باشند. با استفاده از این کمیت های فیزیکی که معلوم و داده شده اند، میتوان مقدار t را به عنوان مجهول محاسبه نمود، اگر مقدار آن تقریبا برابر با ۸ دقیقه و چند ثانیه شد، آنگاه میتوان نتیجه گرفت که فرمول جدید آینده را به درستی پیش بینی میکند. البته آینده محاسباتی و نه اینکه فردا چه اتفاقی خواهد افتاد.

بپرس