فيزياء قوة الجذب المركزي وأمثلتها في حياتنا اليومية
محتويات
يوجد العديد من الأشياء حولك في العالم تستخدم قانون قوة الجذب المركزي وحتى إذا كنت سمعت أو قرأت عن قوى الجذب المركزي أم لا، فيمكنك أيضاً الشعور بها داخل جسدك. وعلى الرغم من شيوع هذه القوة، إلا أنه لا يفهم الجميع تمامًا الفروق الدقيقة المحيطة بفيزياء قوى الجذب. لذلك سنعرض لكم في هذا المقال نبذة مختصرة عن فيزياء قوة الجذب المركزي وبعض الأمثلة الموجودة في الحياة اليومية عنها.
قوى الجذب المركزي مقابل قوة الطرد المركزي
الفرق الرئيسي بين القوة الجاذبة المركزية وقوة الطرد المركزي هو أن القوة الأولى “الجذب” هي التي يمكن وصفها بأنها “قوة”.
قوة الجذب المركزية “قوة الجاذبية” هي القوة التي تجعل من الجسم يتبع مسارًا منحنيًا. كما تكون دائمًا متعامدة مع سرعة الجسم. وهي السبب في الحركة الدائرية، بينما توصف قوة الطرد المركزي التي يشعر بها جسم يتحرك على طول منحنى بأنها قوة ظاهرة، كما تعتبر رد فعل طبيعي للقوة الجاذبة المركزية.
بعض الأمثلة من الحياة الواقعية للقوة الجذب المركزي
Tetherball
في الظروف العادية دون حدوث أي قوة مؤثرة عند ضربك لكرة Tetherball “كرة الحبل” فإنها ستطير في اتجاه ضربتك. ولكن إذا قمت بتحطيم الكرة، فإن شد الخيط يعمل كقوة جذب مركزية تعيد توجيهه على طول محيط الدائرة التي يعمل القطب فيها كنصف قطر.
الأرجوحة
تتسبب القوة الجاذبة المركزية في تثبيت الأرجوحة أسفل الحبال الممسكة بها عندما تكون في وضعية السكون. ولكن عند التأرجح، فإن شد السلسلة يعمل على توجيهها للحركة إلى الأعلى.
تغيير مسار السيارة
إذا قمت بالدوران بالسيارة بشكل صحيح، فلن تشعر بحدوث أي حركة لك. ولكن عند الدوران بسرعة فستنجرف إلى الاتجاه المعاكس. والسبب في ذلك أن قوة الجاذبية المركزية هي التي تمنعك من الانحراف في نفس اتجاه دوران السيارة، وهى مزيج من احتكاك إطارات السيارة على الطريق، وقوة الجذب والشد لجسم السيارة، وحزام الأمان.
قوة الجذب المركزية: كوكب الأرض
يعد السبب الرئيسي في بقاء كوكب الأرض في مداره حول الشمس وعدم خروجه من المدار هو التوازن بين كلًا من قوة الجذب المركزية وقوة الطرد المركزي.
رمي القرص
القوة الجاذبية المركزية لذراع الرياضي تمنع القرص من الطيران حتى يصل إلى أقصى سرعة. وعند إطلاق القرص من ذراع الرياضي يقوم بالطيران مماسًا للدائرة التي أنشأتها مع دورانها.
قوة الجذب المركزية: الغسالة
تعد أشهر الأجهزة المنزلية التي تعمل بالقوة الجاذبة المركزي، حيث تستخدم في دورة العصر الأخيرة للغسالة قوة الجاذبية وثقوب السلة لفصل أكبر قدر ممكن من الماء عن الملابس النظيفة بمجرد تنظيفها.
ألة تخفيف الخضروات اليدوية
تمتلك نفس فكرة عمل الغسالة ولكن بشكل يدوي، حيث تتمثل فكرة أداة تدوير السلطة في توليد سرعة دوران كافية لتجفيف أوراق الخس. وذلك عن طريق توليد القوة الجاذبة كافية لكسر الروابط الهيدروجينية الضعيفة التي تساعد الماء على التصاق أوراق الخضراوات.
اقرأ أيضًا:
- ما هو تأثير القوة G أو ما يعرف بقانون التسارع؟ وكيف تؤثر على الانسان؟
- ما هي ظاهرة إشراق الأرض Earthshine؟
- مادة Hexadecanal مادة تجعل النساء أكثر عدوانية والرجال أكثر هدوءًا.
أجهزة الطرد المركزي الصناعية
صُممت أجهزة الطرد المركزي الصناعية خصيصًا للاستفادة الكاملة من القوة الجاذبة والطرد المركزى، ويمكن أن تولد مستويات من القوة تصل إلى عدة مئات أو عدة آلاف من قوة جاذبية الأرض. وتعمل هذه القوة الشديدة على تسريع عملية الترشيح أو الترسيب، مما يساعد على فصل السوائل عن المواد الصلبة بسرعات قد تكون مستحيلة مع الجاذبية وحدها.
كما تستخدم أجهزة الطرد المركزي الصناعية بشكل شائع في:
- استخراج بلورات السكر من قصب السكر.
- غربلة المعادن الثمينة من المياه العكرة.
- نزع مياه الكتلة الحيوية من الطحالب.
كما يمكن استخدامها أيضًا في:
- معالجة الألبان.
- معالجة مياه الصرف.
- تحلية المياه.
- تكرير النفط.
لا يمكن ألا تجد في حياتك اليومية الإعتيادية أمثلة أو أجهزة تعمل باستخدام قانون فيزياء قوة الجذب المركزي. حيث يعد من القوانين المهمة التي ساعدت على تطور الحياة البشرية بشكل كبير لتصل إلى ما هو عليه في العصر الحالي.
