المشاركة الأصلية كتبت بواسطة د. محمد قيصرون ميرزا
(المشاركة 326373)
بسم الله الرحمن الرحيم
الأخ الفاضل، السلام عليكم ورحمة الله وبركاته، وبعد
فأشكرك على هذه الموضوع اللطيف والمهم بنفس الوقت لحركة الصواريخ والأقمار الصناعية حول الأرض ووضعها في مسارات بعيدة وإخراجها من نطاق الجاذبية الأرضية. ولكن يجب توضيح بعض النقاط الهامة في هذا المجال.
فيعتقد الكثيرون أن سبب إخراج صاروخ مثلاً من تأثير جاذبية الأرض هي القوة النابذة أو القوة الطاردة، كما يرد في كثير من كتب المدارس للأسف.
ولعله من الأنسب أن نحدد أولاً مانعني بكلمة قوة:
القوة هي تأثير شئ على شئ آخر أو جسم على جسم آخر.
فقوة الجاذبية هي تأثير الأرض مثلاً على أي واحد منا ونسميها وزن.
وكذلك القوة الكهربائية بين جسمين مشحونين والتي تعكس التأثير المتبادل بينهما.
وهناك قوة نووية ناتجة عن تاثير الجسيمات النووية (كالبروتونات والنيوترونات) على بعضها.
فسقوط جسم نحو الأرض من سطح بناء مرتفع سببه جذب الأرض له. ودروان الإلكترون حول البروتون في ذرة الهيدروجين سببه التجاذب الكهربائي بينهما. وغير ذلك من التأثيرات التي نسميها قوة.
فالقوة هي تأثير بين شيئين أو بين جسمين.
الآن: لو نظرنا لحركة صاروخ أو قمر صناعي حول الأرض لوجدنا أن القوة الوحيدة المؤثرة عليه (عندما لاتعمل محركاته) هي قوة الجاذبية فقط (وذلك بإهمال الاحتكاك مع ذرات الغلاف الجوي عند ذلك الارتفاع وتأثير القمر والشمس وبقية الكواكب). وهي قوة
جاذبة نحو مركز الأرض
وليست طاردة أو نابذة. ولذا تعمل هذه القوة على تغيير مسار الجسم بحيث يبقى دائراً حول هذا المركز.
ويمكن حل المعادلات الرياضية التي تصف حركة جسم كهذا، فنجد أن تسارعه (أي معدل تغير سرعته مع الزمن) يتجه دوماً نحو مركز الدوران، وتساوي قيمته مربع سرعة الجسم مقسومة على نصف قطر المسار الذي يتحرك عليه
v^2/
R. ولذلك نستنتج أن قيمة القوة الجاذبة له (أي قوة جذب الأرض في ذلك الموقع) تساوي
mv^2/
R . فهذه الكمية
ليست قوة بل هي
قيمة القوة المؤثرة على الجسم.
ومن الأخطاء الشائعة المترددة بكثرة والمتداولة في الكتب المدرسية، كما أسلفت، الافتراض أن
mv^2/
R هي قوة واطلقوا عليها اسم القوة الطاردة أو النابذة، وهذا غير صحيح إطلاقاً !
أما الوسيلة العملية لإخراج جسم من مجال الجاذبية الأرضية فتتم بإعطائه مايسمى
سرعة الإفلات (escape velocity) وتساوي حوالي 11 كم بالثانية تقريباً بالنسبة للأجسام الساكنة على سطح الأرض ، بينما تكون أقل من ذلك بالنسبة للصواريخ والأقمار الصناعية التي تدور على ارتفاعات عالية. ويمكن تغيير مسارات هذه الصواريخ والأقمار بتشغيل محركاتها بأوقات مناسبة ولفترات معنية للوصول للمدار المطلوب.
ويمكن مراجعة روابط كثيرة في هذا الموضوع للاستزادة لمن يرغب.
http://cnx.org/content/m15114/latest/
http://ar.wikipedia.org/wiki/سرعة_الإفلات
http://en.wikipedia.org/wiki/Orbit
والله أعلى وأعلم، وفوق كل ذي علم عليم
