كيفية حساب تسارع الجاذبية على المشتري

كيفية حساب تسارع الجاذبية على المشتري
كيفية حساب تسارع الجاذبية على المشتري

كيف يمكن حساب تسارع الجاذبية على المشتري؟

تُعرّف الجاذبية السطحية على أنها التسارع السطحي الناجم عن جاذبية سطح جسم صلب، وتؤثر هذه الجاذبية على الأجسام الموضوعة على سطح هذا الجسم، والجدير بالذكر أن الجاذبية هي المسؤولة عن تشكل غالبية الأجسام الصلبة؛ وبذلك فإن قيمة الجاذبية السطحية عادة ما تكون ثابتة في أي مكان على سطح الجسم، وتُحسب الجاذبية بدلالة جاذبية الأرض، التي تُعرف باسم "التسارع القياسي" لكوكب الأرض، وتساوي قيمتها 9.81 متر/ ثانية² (م/ ث²).[١]


أما فيما يتعلق بتسارع جاذبية كوكب المشتري؛ فيُمكن حسابها من خلال اتباع الخطوات الآتية:[٢]

1. تُحسب جاذبية المشتري بالنسبة للأرض من خلال النسبة والتناسب بين الكوكبين في قطريهما وكتلتيهما، وذلك بعد التعرف على معادلة حساب تسارع الجاذبية لكوكب الأرض، الذي يُرمز له بالرمز (g).[١]


2. تُحسب قيمة (g) لكوكب المشتري من خلال معرفة كتلته، ونصف قطره، وثابت الجاذبية الأرضية، وذلك بتطبيق المعادلة الآتية (قانون الجذب العام لنيوتن):


g=(G×M) /r²


جـ = (ج × ك) / نق2


إذ تشير الرموز إلى:

  • g أو جـ: تسارع الجاذبية (م/ ث²).
  • G أو ج: ثابت الجاذبية الأرضية ويساوي 6.67 × 10-11 نيوتن. م²/ كغ².
  • M أو ك: كتلة الكوكب (كيلوغرام).
  • r أو نق: نصف قطر الكوكب (متر).


3. تعوّض هذه القيم في المعادلة بعد معرفة أن كتلة كوكب المشتري 1.901× 1027 كغ، وأن نصف قطره يبلغ 6.98 × 107 متر، وبعد التعويض نجد أن قيمة تسارع الجاذبية على المشتري تبلغ 26 م/ ث².


جـ = (ج × ك) / نق2

جـ = (6.67 × 10-11 × 1.901× 1027) / (6.98 × 107)²

جـ = 26 م/ ث²


4. ويمكن حساب تسارع الجاذبية المشتري بالنسبة لتسارع الجاذبية الأرضية بأخذ نسبة قيمة (ك/نق2) لكلا الكوكبين كما يأتي:

(ك/نق2) للأرض = 1.47×1011


(ك/نق2) للمشتري = 3.93×1011


5. وبقسمة قيمة المشتري على قيمة الأرض؛ تكون النسبة 2.67

(3.93×1011) / (1.47×1011) = 2.67


6. أي أن قيمة جاذبية المشتري بالنسبة للأرض تساوي:

2.67 × 9.81 = 26.2 م/ ث²


ما العوامل المؤثرة في قيمة تسارع الجاذبية على المشتري؟

تتأثر قيمة عامل تسارع الجاذبية على كوكب المشتري بعدة عوامل أهمها الآتي:[٣]

  • شكل الكوكب: يُعرف شكل كوكب المشتري على أنه كروي مفلطح، وحسب معادلة تسارع الجاذبية فإنّ مربع نصف قطر الكوكب يتناسب عكسيًا مع عامل تسارع الجاذبية، أي أنه كلما زاد نصف القطر قلت قيمة الجاذبية، ما يعني أن الجاذبية عند أقطاب المشتري أكبر من الجاذبية على خط الاستواء فيه، لأن نصف قطر الكوكب عند خط الاستواء أكبر من نصف قطره عند الأقطاب، لكن في حين أن الجاذبية تقل كذلك عند الاقتراب من المنتصف أو نواة الكوكب، فمن المعروف أن الجاذبية في نواة الكوكب تساوي صفر.
  • الارتفاع فوق سطح الكوكب: ففي حال وجود جسم بارتفاع معين عن سطح الكوكب واقع تحت تأثير جاذبيته، نجد أن قيمة تسارع الجاذبية للكوكب الناتجة عن ارتفاع هذا الجسم تتناقص بازدياد هذا الارتفاع.


هل كل الكواكب لها جاذبية؟

لدى جميع الكواكب جاذبية وذلك بسبب كتلتها؛ ومن المعروف أن أي شيء له كتلة، يكون له جاذبية تلقائيًا، وكلما كانت الكتلة أكبر زادت الجاذبية، وبالتالي فإنّ جميع الكواكب في المجموعة الشمسية بل في الكون تمتلك جاذبية، وتلاحظ جاذبية الكواكب لأنها ذات كتل كبيرة قادرة على تثبيت الأشياء على أسطحها، على عكس كتلة الإنسان أو البنايات التي تمتلك كتلة لكنها صغيرة وليس لها تأثير جذبي.[٤]


ويندرج ترتيب كواكب المجموعة الشمسية من حيث قوة الجاذبية كالآتي:[٥]

  • كوكب المشتري.
  • كوكب نبتون.
  • كوكب الأرض.
  • كوكب زحل.
  • كوكب الزّهرة.
  • كوكب أورانوس.
  • كوكب المريخ.
  • كوكب عُطارد.


أسئلة شائعة حول كوكب المشتري

من أبرز الأسئلة الشائعة حول كوكب المشتري ما يأتي:


ما حجم كوكب المشتري؟

يبلُغ حجم كوكب المشتري قرابة 1,431,281,810,739,360 كيلو متر مكعب 1.4، أي تقريبًا (1.43 × 1013 كم3)، وبذلك يكون ضعف حجم كوكب الأرض بما يقارب 1321 مرة.[٦]


ما لون كوكب المشتري؟

يتميّز كوكب المشتري بلونه الأصفر البرتقالي، وبقدرته على عكس طيف الأشعة الزرقاء.[٧]


كم عدد أقمار كوكب المشتري؟

يبلُغ عدد أقمار كوكب المشتري حتى تاريخه 79 قمرًا، تُقسّم إلى 53 قمرًا ذات أسماء رسمية، و26 قمرًا آخر في انتظار أن تُوضع لها أسماء رسمية.[٨]


وللتعرف على معلومات أكثر حول كوكب المشتري اضغط هنا.

المراجع[+]

  1. ^ أ ب "surface gravity", einstein-online.info, Retrieved 24/6/2021. Edited.
  2. "The Value of g", The Physics Classroom, Retrieved 24/6/2021. Edited.
  3. "Factors affecting Acceleration due to Gravity", Geeks for Geeks, 22/6/2021, Retrieved 31/8/2021. Edited.
  4. "Q & A: Do all planets have gravity?", the University of Illinois: Department of Physics, 22/10/2007, Retrieved 24/6/2021. Edited.
  5. "Planetary Fact Sheet - Metric", nssdc.gsfc.nasa, Retrieved 2/9/2021. Edited.
  6. Nola Taylor Redd (24/4/2019), "How Big is Jupiter?", space, Retrieved 24/6/2021. Edited.
  7. Anand Sagar Pathak (4/4/2019), "Significance of Colors in Astrological Remedies Read more at: http://m.timesofindia.com/articleshow/68206964.cms?utm_source=contentofinterest&utm_medium=text&utm_campaign=cppst", The Times of India, Retrieved 24/6/2021. Edited.
  8. "Jupiter Moons", Solar System Exploration - Nasa Science, Retrieved 24/6/2021. Edited.

25 مشاهدة